Für die Datenübertragung und die Datenverarbeitung ist es umso besser, je schneller wir Elektronen verschieben und Elektrizität leiten können. Einer Forschergruppe ist es in einem Versuchsaufbau gelungen, Elektronen mit einer Geschwindigkeit von weniger als einer Billiarde Sekunden zu transportieren.
Sie manipulierten die Elektronen mit speziell angefertigten Lichtwellen, die von einem ultraschnellen Laser erzeugt wurden. Es mag noch lange dauern, bis diese Art von Einrichtung in tragbarer Form verfügbar ist, aber die Tatsache, dass sie es geschafft haben, verspricht einen bedeutenden Schritt nach vorn in Bezug auf das, was wir von unseren zukünftigen Geräten erwarten können.
Der vom Team verwendete Laser war in der Lage, jede Sekunde hundert Millionen Lichtpulse mit einem Zyklus auszusenden, um einen messbaren Strom zu erzeugen. Mit Hilfe von bogenförmigen Goldantennen im Nanomaßstab (wie im Bild in der Reportage zu sehen) wurde das elektrische Feld des Pulses nach unten auf einen Raum von nur sechs Nanometern Breite (sechs Millionstel Meter) konzentriert.
Dank ihres speziellen Aufbaus, des Elektronentunnels und der erzeugten Beschleunigung konnten die Forscher elektrische Ströme weit unter einer Femtosekunde austauschen - weniger als eine halbe Schwingungsperiode des elektrischen Feldes der Lichtpulse.
Die Grenzen der konventionellen Silizium-Halbleitertechnologie zu überwinden, hat sich als große Herausforderung für die Wissenschaftler erwiesen, aber die Nutzung der wahnsinnig schnellen Schwingungen des Lichts, um den Elektronen zu mehr Geschwindigkeit zu verhelfen, könnte neue Möglichkeiten eröffnen, die Grenzen der Elektronik zu erweitern.
Dies könnte für die nächste Generation von Computern von großem Vorteil sein: Wissenschaftler experimentieren derzeit damit, wie Licht und Elektronik auf unterschiedlichste Weise zusammenarbeiten können.
Sie sind der Meinung, dass die Beschränkungen der derzeitigen Computersysteme mit Hilfe von plasmonischen Nanopartikeln und optoelektronischen Geräten überwunden werden könnten, indem die Eigenschaften von Lichtimpulsen genutzt werden, um Elektronen auf kleinstem Raum zu manipulieren.
Der nächste Schritt ist die Durchführung desselben Experiments mit einer Vielzahl unterschiedlicher Konfigurationen. Dieser Ansatz könnte sogar neue Einblicke in die Quanteninformatik bieten, sagen die Forscher, obwohl noch viel mehr Arbeit zu leisten ist.
Die Forschungsergebnisse wurden in Nature Physics veröffentlicht. Klicken Sie hier, um sie zu lesen.
QUELLE / Science Alert
