纳米技术现在 - 新闻稿：量子物理学设置了电子设备的速度限制：半导体电子越来越快地越来越快 - 但是在某些时候，物理学不再允许增加任何增加。现在已经研究了光电现象的最短时间尺度。

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超短激光脉冲（蓝色）创建自由电荷载体，另一个脉冲（红色）朝相反的方向加速。信用tu Wien

抽象的：
电子设备的速度如何？当计算机芯片与较短的信号和时间间隔一起使用时，在某个时候，它们会遇到物理限制。能够在半导体材料中产生电流的量子力学过程需要一定时间。这将信号产生和信号传输的速度限制。

量子物理学设定了电子设备的速度限制：半导体电子越来越快地越来越快 - 但是在某个时候，物理不再允许增加任何增加。现在已经研究了光电现象的最短时间尺度。

奥地利维也纳|发表于2022年3月25日

Tu Wien（Vienna），Tu Graz和Max Planck量子光学研究所在Garching中现在已经能够探索这些限制：即使该材料很兴奋，速度绝对不能超过一个Petahertz（一百万GRIGHERTZ）激光脉冲的最佳方式。该结果现已发表在《科学杂志自然通讯》中。

田地和电流

电流和光（即电磁场）总是相互关联的。微电子也是如此：在微芯片中，电力在电磁场的帮助下控制。例如，可以将电场应用于晶体管，并取决于该场是否打开还是关闭该场，晶体管允许电流流动或阻塞。这样，电磁场被转换为电信号。

为了测试电磁场转换为电流的限制，使用了激光脉冲 - 使用的是最快，最精确的电磁场 - 而不是晶体管。

“研究的材料最初根本不进行电力，” Tu Wien理论物理研究所的Joachim Burgd.rfer教授解释说。“这些受到极端紫外线范围波长的超短激光脉冲的击中。这种激光脉冲将电子移动到更高的能级，以便它们可以突然自vwin徳赢官网由移动。这样，这种方式，激光脉冲将材料转移到电气导体短时间。”一旦材料中有自由移动的电荷载体，它们就可以沿特定方向移动一秒钟，稍长于激光脉冲。这会产生一个电流，然后可以在材料两侧用电极检测到。

这些过程在atto或飞秒的时间范围内发生得非常快。克里斯托弗·勒梅尔（Christoph Lemell）教授（Tu Wien）说：“很长一段时间以来，这种过程被认为是瞬时的。”“但是，今天，我们有必要的技术来详细研究这些超快过程的时间演变。”关键的问题是：材料对激光反应的速度有多快？信号产生需要多长时间，需要等待多长时间才能暴露于下一个信号？实验是在Garching和Graz中进行的，理论工作和复杂的计算机模拟是在Tu Wien进行的。

时间或能量 - 但不是两者

该实验会导致经典的不确定性困境，因为它经常出现在量子物理学中：为了提高速度，需要非常短的紫外线激光脉冲，因此很快就会产生自由电荷载体。但是，使用极短的脉冲意味着转移到电子的能量量尚未精确定义。电子可以吸收非常不同的能量。克里斯托夫·勒梅尔（Christoph Lemell）说：“我们可以准确地分辨出在哪个时间点创建自由载体，但不能在哪种能源状态下。”“固体具有不同的能带，并且在短激光脉冲的情况下，其中许多不可避免地会同时被自由电荷载体构成。”

根据它们携带的能量，电子对电场的反应完全不同。如果它们的确切能量未知，则不再可以精确地控制它们，并且产生的当前信号会扭曲 - 尤其是在高激光强度下。

Joachim Burgd.rfer说：“事实证明，大约一个Petahertz是受控光电过程的上限。”当然，这并不意味着可以生产出一个petahertz以下的时钟频率的计算机芯片。现实的技术上限很可能会降低。即使决定光电学的最终速度限制的自然定律也不能超越，但现在可以通过复杂的新方法对其进行分析和理解。

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