CFMko ikertzaileen ikerketa batek laser argia erabiltzea lortu du elektroiak modu ultra-azkarrean manipulatzeko
LANAK ERAKUSTEN DU LASER-PULTSU ULTRAMORE BATEAN DAGOEN EREMU ELEKTRIKOAREN OSZILAZIOA ERABIL DAITEKEELA BARRUNBE NANOSKOPIKO BATETIK ELEKTROIAK MUGITZEKO.
LORPEN HORREK, DATUAK PROZESATZEKO ABIADURA BIZKORTZEKO ETA ETORKIZUNEKO KONPUTAZIOA ERALDATZEKO ATEA IREKITZEN DU.
Nanoantenak (area distiratsuak) nanokabitate bat osatzen dute erdian (puntu urdin distiratsua), eta horren gainean laser pultsu ultra-azkarra fokalizatzen da, nanozirkuito elektrikoa ixten duten elektroien mugimendu ultra-azkarra eragiten duena.
CFMko ikertzaileen partaidetza duen nazioarteko zientzialari talde batek laser argia zirkuitu metaliko batean elektroien mugimendua kontrolatzeko erabiltzea lortu du. Lorpen horrek, zirkuitu bat frekuentzia optiko ultra-azkarretan manipulatzean, potentzial handia du datuak prozesatzeko abiadura bizkortzeko, eta, beraz, etorkizuneko konputazioaren paradigma eraldatzen lagun lezake. Ikerketaren emaitzek, Nature Physics aldizkarian argitaratuak, hainbat aplikazio dituzte nanoteknologian, bereziki optoelektronikaren arloan.
Lorpen hau nazioarteko lankidetzaren emaitza da, non CSIC-UPV/EHUko Materialen Fisikako Zentroko eta Donostia International Physics Centerreko (DIPC) ikertzaileekin batera, Luxenburgoko Unibertsitateako, Konstantzako Unibertsitateako (Alemania) eta CNRS- Paris Sud Unibertsitateko (Frantzia) kideak parte hartzen duten.
“Egungo iraultza digitalaren atzean dagoen funtsezko printzipioa nahiko sinplea da: zirkuitu elektriko bat ahalik eta azkarren irekitzeko eta ixteko gaitasuna, bit-sekuentzia baten gainean eragiketa bat egiteko”, azaldu du Javier Aizpurua CSICeko ikertzaileak Materialen Fisika Zentroan eta azterlanaren sinatzaileetako batek. “Izan ere, transistore modernoek GHz 1 baino gutxiagoko maiztasunetan jardun dezakete, segundoko mila milioi operaziori dagokiena. Hala ere, emaitza hori lortzeko plataformarik ohikoena erdieroaleetan oinarritua dago, silizioan, esaterako, zerbitzu ezin hobea lortu dutelarik jada, eta dagoeneko zailtasun objektiboak dituzte osagai elektronikoek eskatzen duten abiadura hobetzeko “, gaineratu du.
Azterketa berri honetan lortutako irtenbidean, laser argia erabili da elektroiak modu ultralasterrean manipulatzeko. “Argiak zirkuitu elektroniko hutsetan baino milioi aldiz azkarragoak diren frekuentzietara oszilatzeko abantaila dauka. Hori dela eta, zirkuitu bat frekuentzia optiko (ultralaster) horietan kontrolatzeak potentzial izugarria du datuak prozesatzeko abiadura aldatzeko “, gaineratu du. Helburu hori oraindik urrun badago ere, nazioarteko ikertzaile-taldeak egindako esperimentuek eta garapen teorikoak erakusten dute posible dela eremu elektrikoaren oszilazioa erabiltzea laser argi ultramorezko pultsu batean elektroiak barrunbe nanoskopiko batetik mugitzeko femtosegundoaren denbora-eskaletan (10-15 s), bestela irekita egongo litzatekeen zirkuitu bat sortuz. “Lan honetan elektroien mugimendua identifikatzea lortu dugu, haiek kontrolatzen dituen laser pultsuak eragindako une ultralaster horietan”, dio Aizpuruak.
“Lan honen emaitzek funtsezko eragina dute argiak materiarekin nola interakzionatzen duen ulertzeko, batez ere interakzio-erregimen batean, non espazio- eta denbora-eskaletan gertatzen diren fenomeno kuantikoak ikus daitezkeen, orain arte eskuraezinak zirenak”, gehitu du zientzialariak.
Emaitza horien inpaktuak nanoteknologiako aplikazio ugaritan ere eragiten du, bereziki optoelektronikan, eta elektroiak manipulatzeko gai diren doitasun handiko nanoestrukturaz osatutako nanogailuak eraikitzeko gaitasunaren isla dira, baita laser argi iturri berritzaileen garapenerako.
“Azkenik, nanogailuaren barruan elektroien konpresio kontzeptualaren mailak eta mugimenduaren monitorizazioak (haren dinamikak) nanozirkuito optoelektronikoetan eragiketa ez-lineal konplexuagoak diseinatzeko eta inplementatzeko balioko du”, zehaztu du Aizpuruak.
Erreferentzia bibliografikoa
“Sub-femtosecond electron transport in a nanoscale gap”, M. Ludwig, G. Aguirregabiria, F. Ritzkowsky, T. Rybka, D. Codruta Marinica, J. Aizpurua, A.G. Borisov, A. Leitenstorfer and D. Brida. Nature Physics (2019). DOI: 10.1038/s41567-019-0745-8