Lichtinduzierte Elektronenbewegung
Lichtwellen betreiben Transistoren der Zukunft
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Kühle Beziehung
Die Messung dieses Energieaustausches innerhalb von einem Lichtzyklus erlaubt erstmals die Optimierung von Licht-Materie-Wechselwirkungen für schnelle Signalverarbeitung. Je besser der reversible Austausch und je kleiner die Energie ist, die nach dem Schaltvorgang im Medium zurückgelassen wird, umso größer sind die Chancen, die Wechselwirkung für künftige, lichtfeldgesteuerte integrierte Elektronik zu nutzen.
Wissenschaftler des Center for Computational Sciences der Universität Tsukuba unterstützen die Forscher mit neu entwickelten Simulationsmethoden, um die beobachteten Phänomene besser zu verstehen und Parameter zu identifizieren. Die Theoretiker berechneten Elektronenbewegungen im Festkörper mit bisher unerreichter Genauigkeit.
Den Forschern in Garching gelang es, die Stärke des Lichtfeldes zu kontrollieren und damit den Energie-Austausch zu optimieren. Bei bestimmten Feldstärken nahm der Festkörper Energie in der ersten Hälfte des Lichtpulses auf und gab ihn in der zweiten Hälfte des Pulses beinahe vollständig an das Lichtfeld wieder ab.
Diese Erkenntnisse sind wichtig um ein Überhitzen potentieller Schaltmedien für lichtgesteuerte Elektronik zu vermeiden. Durch die kontrollierbare Wärmeausweitung im Glas ist möglicherweise bald der Weg zu einer Beschleunigung der elektronischen Signal- und Datenverarbeitung gegeben.
Quelle der wissenschaftlichen Publikation
A. Sommer, E. M. Bothschafter, S. A. Sato, C. Jakubeit, T. Latka, O. Razskazovskaya, H. Fattahi, M. Jobst, W. Schweinberger, V. Shirvanyan, V. S. Yakovlev, R. Kienberger, K. Yabana, N. Karpowicz, M. Schultze & F. Krausz
“Attosecond nonlinear polarization and light-matter energy transfer in solids”
Nature, Mai 2016, DOI: 10.1038/nature17650
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