Ñëó÷àéíàÿ íîâîñòü èç Àðõèâà Ñãåíåðèðîâàí êðàò÷àéøèé ýëåêòðîííûé âçðûâ
27.02.2023
Âû êîãäà-íèáóäü çàäóìûâàëèñü, ïî÷åìó âàø êîìïüþòåð è äðóãèå ýëåêòðîííûå óñòðîéñòâà èíîãäà ðàáîòàþò áûñòðî, à èíîãäà ìåäëåííî? Âñå ñâîäèòñÿ ê ñêîðîñòè, ñ êîòîðîé ýëåêòðîíû, ìåëü÷àéøèå ÷àñòèöû íàøåãî ìèêðîìèðà, âûòåêàþò èç êðîøå÷íûõ ïðîâîäîâ âíóòðè òðàíçèñòîðîâ ýëåêòðîííûõ ìèêðîñõåì è ñîçäàþò èìïóëüñû. Ðàçðàáîòêà ñïîñîáîâ ðîñòà äàííîé ñêîðîñòè èìååò ðåøàþùåå çíà÷åíèå äëÿ çàñëóãè íàèáîëüøåãî ïîòåíöèàëà ïðîèçâîäèòåëüíîñòè ýëåêòðîíèêè è åå ïðîãðàìì.
Íî êàêîå ñàìîå êîðîòêîå âðåìÿ äëÿ ýëåêòðîíîâ, ÷òîáû âûòåêàòü èç êðîõîòíîãî ìåòàëëè÷åñêîãî ñâèíöà â ýëåêòðîííîé ñõåìå?
Èñïîëüçóÿ ÷ðåçâû÷àéíî êîðîòêèå ëàçåðíûå âñïûøêè, êîìàíäà èññëåäîâàòåëåé ïîä ðóêîâîäñòâîì ïðîôåññîðà Ýëåôòåðèîñà Ãóëèýëìàêèñà, ðóêîâîäèòåëÿ ãðóïïû ýêñòðåìàëüíîé ôîòîíèêè Èíñòèòóòà ôèçèêè Óíèâåðñèòåòà Ðîñòîêà, è ñîòðóäíèêîâ Èíñòèòóòà èññëåäîâàíèÿ òâåðäîãî òåëà Ìàêñà Ïëàíêà â Øòóòãàðòå èñïîëüçîâàëà ñîñòîÿíèå ñîâðåìåííûõ ñåãîäíÿ.
 òî âðåìÿ êàê äàâíî èçâåñòíî, ÷òî ñâåò ìîæåò âûñâîáîæäàòü ýëåêòðîíû èç ìåòàëëîâ (Ýéíøòåéí áûë ïåðâûì, êòî îáúÿñíèë, êàê), ýòèì ïðîöåññîì ÷ðåçâû÷àéíî òÿæåëî ìàíèïóëèðîâàòü. Ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå ñâåòà èçìåíÿåò ñâîå íàïðàâëåíèå ïðèìåðíî ìèëëèîí ìèëëèàðäîâ ðàç â ñåêóíäó, ÷òî çàòðóäíÿåò êîíòðîëü íàä òåì, êàê îíî îòðûâàåò ýëåêòðîíû îò ïîâåðõíîñòè ìåòàëëîâ.
×òîáû ïðåîäîëåòü ýòó ïðîáëåìó, ó÷åíûå èç Ðîñòîêà è èõ êîëëåãè èñïîëüçîâàëè ñîâðåìåííóþ òåõíîëîãèþ, ðàíåå ðàçðàáîòàííóþ èõ ãðóïïîé, - ñèíòåç ñâåòîâîãî ïîëÿ, - ÷òî ïîçâîëèëî èì ñîêðàòèòü ñâåòîâóþ âñïûøêó äî ìåíüøåãî, ÷åì ïîëíûé ðàçìàõ åãî ñîáñòâåííîãî ïîëÿ.  ñâîþ î÷åðåäü îíè èñïîëüçîâàëè ýòè âñïûøêè, ÷òîáû îñâåòèòü êîí÷èê âîëüôðàìîâîé èãëû, ÷òîáû îñâîáîäèòü ýëåêòðîíû â âàêóóì.
"Èñïîëüçóÿ ñâåòîâûå èìïóëüñû, ñîäåðæàùèå âñåãî îäèí öèêë ñâîåãî ïîëÿ, òåïåðü ìîæíî äàòü ýëåêòðîíàì òî÷íî êîíòðîëèðóåìûé óäàð, ÷òîáû îñâîáîäèòü èõ îò âîëüôðàìîâîãî êîí÷èêà â òå÷åíèå î÷åíü êîðîòêîãî èíòåðâàëà âðåìåíè", - îáúÿñíÿåò Ýëåôòåðèîñ Ãóëèýëìàêèñ, ðóêîâîäèòåëü èññëåäîâàòåëüñêîé ãðóïïû.
Íî ýòó ïðîáëåìó íåâîçìîæíî áûëî áû ðåøèòü, åñëè ó÷åíûå òàêæå íå íàøëè ñïîñîá èçìåðèòü êðàòêîâðåìåííîñòü ýòèõ âñïûøåê ýëåêòðîíîâ. ×òîáû ïðåîäîëåòü ýòî ïðåïÿòñòâèå, êîìàíäà ðàçðàáîòàëà íîâûé òèï êàìåðû, êîòîðàÿ ìîæåò ïðîèçâîäèòü ìãíîâåííûå ñíèìêè ýëåêòðîíîâ â òå÷åíèå êîðîòêîãî âðåìåíè, êîãäà ëàçåð âûòàëêèâàåò èõ èç íàíîêîí÷èêà â âàêóóì.
"Õèòðîñòü çàêëþ÷àëàñü â òîì, ÷òîáû èñïîëüçîâàòü âòîðóþ, î÷åíü ñëàáóþ, ñâåòîâóþ âñïûøêó", - ñêàçàë äîêòîð Õè-Éîíã Êèì, âåäóùèé àâòîð íîâîãî èññëåäîâàíèÿ. "Ýòà âòîðàÿ ëàçåðíàÿ âñïûøêà ìîæåò ìÿãêî èñêàçèòü ýíåðãèþ âçðûâà ýëåêòðîíîâ, ÷òîáû óçíàòü, êàê ýòî âûãëÿäèò ñî âðåìåíåì", - äîáàâëÿåò îí. "Ýòî êàê èãðà "×òî â êîðîáêå?" ãäå èãðîêè ïûòàþòñÿ óçíàòü îáúåêò, íå ñìîòðÿ íà íåãî, íî ïðîñòî ïîâåðíóâ åãî, ÷òîáû ïî÷óâñòâîâàòü åãî ôîðìó ðóêàìè", - ïðîäîëæàåò îí.
Íî êàê ýòó òåõíîëîãèþ ìîæíî èñïîëüçîâàòü â ýëåêòðîíèêå? "Ïîñêîëüêó òåõíîëîãèÿ áûñòðî ðàçâèâàåòñÿ, ðàçóìíî îæèäàòü ðàçðàáîòêè ìèêðîñêîïè÷åñêèõ ýëåêòðîííûõ ñõåì, â êîòîðûõ ýëåêòðîíû äâèãàþòñÿ â âàêóóìíîì ïðîñòðàíñòâå ñðåäè ïëîòíî óïàêîâàííûõ ñâèíöîâ, ÷òîáû ïðåäîòâðàòèòü çàìåäëÿþùèå èõ ïðåïÿòñòâèÿ", - ãîâîðèò Ãóëèýëìàêèñ. "Èñïîëüçîâàíèå ñâåòà äëÿ âûáðîñà ýëåêòðîíîâ è ïåðåìåùåíèå èõ ìåæäó ýòèìè ïðîâîäàìè ìîæåò óñêîðèòü áóäóùóþ ýëåêòðîíèêó â íåñêîëüêî òûñÿ÷ ðàç ïî ñðàâíåíèþ ñ ñåãîäíÿøíåé", - îáúÿñíÿåò îí.
Íî èññëåäîâàòåëè ñ÷èòàþò, ÷òî èõ íå òàê äàâíî ðàçðàáîòàííàÿ ìåòîäîëîãèÿ áóäåò èñïîëüçîâàíà êîíêðåòíî â íàó÷íûõ öåëÿõ. "Âûáðîñ ýëåêòðîíîâ èç ìåòàëëà â ïðåäåëàõ äîëè öèêëà ñâåòîâîãî ïîëÿ çíà÷èòåëüíî óïðîùàåò ýêñïåðèìåíòû è ïîçâîëÿåò íàì èñïîëüçîâàòü ïåðåäîâûå òåîðåòè÷åñêèå ìåòîäû äëÿ ïîíèìàíèÿ ýìèññèè ýëåêòðîíîâ ñïîñîáîì, ðàíåå íåâîçìîæíûì", - ãîâîðèò ïðîôåññîð Òîìàñ Ôåííåë, ñîàâòîð èññëåäîâàíèÿ.
|