Lata później naukowcy z Uniwersytetu Fryderyka Aleksandra w Erlangen i Norymberdze, Uniwersytetu w Rostocku oraz Uniwersytetu w Konstancji postanowili spróbować kontrolowania czasu trwania i intensywności emisji elektronów z metali, chcąc dokonać tego z wyższą niż do tej pory wydajnością. Dzięki ich wysiłkom elektronika mogłaby stać się znacznie szybsza aniżeli ma to miejsce obecnie.
Czytaj też: Układy scalone niczym wielopiętrowe budynki. To sprawka przełomowej technologii
O tym, jakie były ich dokonania oraz jak można będzie z nich skorzystać (jeśli w ogóle!) badacze piszą na łamach Nature. Jak wyjaśnia Peter Hommelhoff, obecnie da się wytwarzać niezwykle silne i ultrakrótkie impulsy laserowe w szerokim zakresie barw spektralnych, dlatego on i jego współpracownicy chcieli zwiększyć precyzję uwalniania elektronów z metali. Wcześniej naukowcy byli w stanie precyzyjnie określić dynamikę elektronów indukowanych laserem jedynie w gazach, co zachodziło z dokładnością liczoną w attosekundach.
Tego samego nie robiono jednak w przypadku ciał stałych. Chcąc napisać historię, członkowie zespołu badawczego użyli nie tylko silnego impulsu laserowego, który emituje elektrony poprzez wolframową końcówkę, ale również dodatkowej wiązki o dwukrotnie wyższej częstotliwości.
Elektronika mogłaby zyskać na wykorzystaniu dwóch laserów do precyzyjnego określania emisji elektronów z metali
Co istotne, przy bardzo silnym świetle lasera poszczególne fotony nie są już odpowiedzialne za uwolnienie elektronów. Następnie tunelują przez interfejs metalu do próżni, jak wyjaśniają autorzy. Nakładając na siebie dwie fale naukowcy mogli kontrolować kształt i siłę pola laserowego, a w konsekwencji wpływali na emisję elektronów.
Kiedy trwał eksperyment, naukowcy sprawdzali czas trwania przepływu elektronów i udało im się go określić z precyzją do 30 attosekund. Tak wysoka dokładność okna czasowego emisji powinna przynieść szereg korzyści. Przede wszystkim mówi się o nowym, kwantowo-mechanicznym wglądzie zarówno w emisję z ciała stałego, jak i w stosowane pola świetlne.
Czytaj też: Komputer kwantowy zadebiutował w chemii. Naukowcy są podekscytowani możliwościami
Jeśli zaś chodzi o wynikające z tego praktyczne zastosowania, to mowa choćby o modulowaniu światła lasera tak, by można było wygenerować dokładnie określoną sekwencję impulsów elektronowych, a tym samym sygnałów elektrycznych. W przyszłości powinno to doprowadzić do projektowania złożonych obwodów o szerokości pasma aż do zakresu petahertzów. To wynik niemal milion razy lepszy niż osiągany przez obecne urządzenia elektroniczne. Tylko czy faktycznie teorię uda się przełożyć na rzeczywistość?
