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金屬電子釋放實現阿秒範圍測控

發布時間:2023-04-27 10:16:00來源: 科技日報

  科技日報北京4月26日電 據《自然》雜誌26日報道,德國埃爾朗根—紐倫(lun) 堡大學、羅斯托克大學和康斯坦茨大學的物理學家證明:通過疊加兩(liang) 個(ge) 不同強度和頻率的激光場,可以測量金屬的電子釋放並將其精確控製到幾阿秒(1阿秒為(wei) 10^-18秒)。這些發現可能會(hui) 帶來新的量子力學見解,並使電子電路的運行速度比現在的快100萬(wan) 倍。

  激光技術的發展為(wei) 光電效應的研究帶來新動力。此前,科學家們(men) 隻能在阿秒範圍內(nei) 確定氣體(ti) 中激光誘導的電子動力學。現在,研究團隊首次實現在固體(ti) 上測量和控製阿秒範圍內(nei) 金屬的電子釋放。

  研究團隊使用了一種特殊的策略:不僅(jin) 使用強激光脈衝(chong) ,將電子釋放到鎢尖端,還使用了頻率為(wei) 兩(liang) 倍的較弱激光。研究人員解釋說,原則上,在非常強的激光下,電子的釋放不再受單個(ge) 光子控製,而是被激光電場控製。然後,電子通過金屬界麵進入真空。通過故意疊加這兩(liang) 種光波,物理學家可控製激光場的形狀和強度,從(cong) 而也可控製電子的釋放。

  在實驗中,研究人員能夠確定電子流的持續時間為(wei) 30阿秒。這種對釋放時間窗口的超精確限製也可推進基礎研究和應用相關(guan) 研究。兩(liang) 個(ge) 激光脈衝(chong) 的相移使科學家能更深入地了解隧道過程以及激光場中電子的後續運動。這使科學家對固態金屬的電子釋放和所使用的光場的量子力學有了新見解。

  研究人員表示,在可預見的將來,將測試裝置的組件(光源、金屬針尖、電子探測器)集成到一個(ge) 微芯片中是可能的。這樣,帶寬高達帕赫茲(zi) 範圍的複雜電路或可實現,運行速度將比目前電子電路快近100萬(wan) 倍。(記者張佳欣)

(責編:李雅妮)

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