马克斯·普朗克学会 飞秒光脉冲在半金属晶体中以前所未有的速度驱动着奇异的电子跃迁
信用:Beaulieu 来自弗里茨·哈伯研究所物理化学系和汉堡马克斯·普朗克物质结构和动力学研究所的研究人员发现，激光脉冲可以促进材料特性的超快转换——为什么
这一知识可能使新的晶体管概念成为可能
使电子技术的速度尽可能快是当代材料研究的中心目标
快速计算技术的关键组成部分是晶体管:作为逻辑运算的基本步骤，可以快速开关电流的开关设备
为了提高我们对理想晶体管材料的认识，物理学家们一直在努力寻找新的方法来实现这种极快的开关
柏林马克斯·普朗克学会弗里茨·哈伯研究所和汉堡马克斯·普朗克物质结构和动力学研究所的研究人员现在已经发现一种新型的超快开关可以用光来实现
参与该项目的物理学家正在研究如何最好地改变材料的性质——例如，使磁性金属不具有磁性，或者改变晶体的电导率
材料的电学性质与晶体中电子的排列密切相关
几十年来，控制电子的排列一直是一个关键的课题
然而，大多数控制方法相当慢
“我们知道像温度或压力变化这样的外部影响是起作用的，”博士说
弗里茨·哈伯研究所物理化学系的组长拉尔夫·恩斯特尔弗说:“但这需要时间，至少几秒钟
“那些经常使用智能手机或电脑的人知道，几秒钟就能感觉到永恒
所以博士
恩斯特尔弗的团队探索了如何通过光更快地转换材料属性
利用弗里茨·哈伯研究所的全新设备，研究人员通过向他们选择的材料(由钨和碲原子组成的半金属晶体)发射超短光激光脉冲，将转换时间大幅缩短至100飞秒
照射在晶体上的光促使它重组内部电子结构，这也改变了晶体的导电性
此外，科学家们能够准确地观察到它的电子结构是如何变化的
“我们使用了一种新的仪器来拍摄过渡过程的每一步，”博士解释道
塞缪尔·比柳，曾与拉尔夫·恩斯特尔弗在弗里茨-哈伯研究所(2018-2020年)担任博士后研究员，现在是CNRS-波尔多大学激光应用中心的永久研究员
“这是一个惊人的进步——我们过去只知道材料的电子结构在转变后是什么样子，但从来不知道转变期间是什么样子，”他补充道
此外，最先进的建模这个新的过程
尼古拉斯·塔科涅-德扬博士
迈克尔·森特夫和教授
博士；医生
马克斯·普朗克物质结构和动力学研究所的安吉尔·卢比奥揭示了这种新型超快电子跃迁的起源
撞击材料的激光脉冲改变了电子相互作用的方式
这就是这种奇特转变的驱动力，这种转变被称为立夫什茨转变
这种方法必然会产生大量关于未来可能的晶体管材料的知识
光可以驱动超快电子跃迁的事实是迈向更快、更高效技术的第一步
这项研究发表在《科学进展》
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