Физики из Билефельдского университета и Дрезденского института исследований твёрдых тел и материалов им. Лейбница (IFW Dresden) разработали метод управления атомарно тонкими полупроводниками с помощью ультракоротких световых импульсов.
Эта разработка может привести к появлению сверхбыстрых устройств управления сигналами, электронных переключателей и датчиков. Такие компоненты используются в системах передачи данных, камерах и лазерных системах. Потенциальные области применения включают системы связи, вычислительную технику, визуализацию и квантовые технологии.
Исследователи использовали специально разработанные наноразмерные антенны для преобразования терагерцового излучения в вертикальные электрические поля в атомарно тонких полупроводниках, таких как дисульфид молибдена (MoS₂). Терагерцовое излучение находится в электромагнитном спектре между инфракрасным и микроволновым излучением. Благодаря новым антеннам эти электрические поля достигают напряжённости в несколько мегавольт на сантиметр.
«Традиционно такие вертикальные электрические поля, используемые, например, для переключения транзисторов и других электронных устройств, создаются с помощью электронного затвора, но этот метод в корне ограничен относительно медленным временем отклика, — объясняет руководитель проекта, профессор физики Дмитрий Турчинович из Билефельдского университета. — Наш подход использует терагерцовое излучение для генерации управляющего сигнала внутри полупроводникового материала, что позволяет создать совместимую с промышленными стандартами сверхбыструю оптоэлектронную технологию, управляемую светом, которая до сих пор была невозможна».
Этот метод позволяет контролировать электронную структуру в режиме реального времени с точностью до пикосекунды, то есть одной триллионной доли секунды. Учёные смогли экспериментально доказать, что оптические и электронные свойства материала можно выборочно изменять с помощью световых импульсов.