據(jù)Scitech daily報道，近日，來自德國比勒費爾德大學(xué)（Bielefeld University）和萊布尼茲固體與材料研究所（IFW Dresden）的物理學(xué)家們發(fā)布了一項重大研究成果，展示了如何利用超短光脈沖在一皮秒的時間內(nèi)控制原子級厚度的半導(dǎo)體。這項研究發(fā)表于《自然通訊》（Nature Communications）期刊，標(biāo)志著納米電子學(xué)領(lǐng)域的一次重大突破，有望推動以光為控制機制、以極高速度運行的光電元件的發(fā)展，為下一代技術(shù)打開大門。

報道稱，該研究團(tuán)隊通過設(shè)計納米級天線來實現(xiàn)這一目標(biāo)，該天線將太赫茲光轉(zhuǎn)換為二硫化鉬 （MoS?） 等原子薄材料中的垂直電場。太赫茲輻射落在紅外和微波頻率之間的電磁頻譜中。由于采用了新穎的天線設(shè)計，產(chǎn)生的電場可以達(dá)到每厘米幾兆伏的強度。

“傳統(tǒng)上，這種垂直電場，例如用于切換晶體管和其他電子設(shè)備，是使用電子門控來應(yīng)用的，但這種方法從根本上局限于相對較慢的響應(yīng)時間，”項目負(fù)責(zé)人、比勒費爾德大學(xué)物理學(xué)教授 Dmitry Turchinovich 博士解釋道?！拔覀兊姆椒ㄊ褂锰掌澒獗旧碓诎雽?dǎo)體材料內(nèi)產(chǎn)生控制信號——從而實現(xiàn)了迄今為止無法實現(xiàn)的行業(yè)兼容、光驅(qū)動、超快光電技術(shù)?！?/p>

該技術(shù)允許在小于一皮秒（即萬億分之一秒）的時間尺度上實時控制電子結(jié)構(gòu)?？茖W(xué)家們能夠通過實驗證明，可以使用光脈沖選擇性地改變材料的光學(xué)和電子特性。

據(jù)介紹，該基本概念以及實驗實施和理論建模是在比勒費爾德大學(xué)開發(fā)的。該研究的主要作者、圖爾奇諾維奇教授小組的瑪麗·斯克沃多夫斯卡居里研究員平岡智樹博士在該項目中發(fā)揮了關(guān)鍵作用?！翱吹郊兇庥商掌澒饷}沖引起的如此強烈和連貫的效果是非常有益的，”Tomoki Hiraoka 說。

產(chǎn)生這種效果所需的復(fù)雜 3D-2D 納米天線是由 Andy Thomas 博士領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊在德累斯頓 IFW 制造的?！拔覀兓撕芏喙ぷ鱽黹_發(fā)最佳設(shè)備——在達(dá)到所需的性能之前，我們必須制造和測試許多不同的結(jié)構(gòu)，”Andy Thomas 說。

這一技術(shù)的發(fā)展有望推動超快信號控制設(shè)備、電子開關(guān)和傳感器的出現(xiàn)。此類組件用于數(shù)據(jù)傳輸、相機和激光系統(tǒng)。潛在的應(yīng)用領(lǐng)域包括通信系統(tǒng)、計算、成像和量子技術(shù)。