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Electrónica de femtosegundos con nanoemisores plasmónicos de electrones calientes – Calendae

Hola otra vez. Te habla Jordi Oriol y en esta ocasión vamos a hablar sobre Electrónica de femtosegundos con nanoemisores plasmónicos de electrones calientes – Calendae

Un equipo liderado por Universidad Técnica de Munich (TUM) físico Alexander Holleitner es Reinhard Kienberger encontró el éxito por primera vez en la generación impulsos eléctricos ultracortos en un chip. Lo hicieron posible mediante el uso de antenas metálicas asimétricas de solo unos pocos nanómetros de tamaño, luego ejecutando las señales unos pocos milímetros por encima de la superficie y recibiéndolas de manera controlada.

La electrónica tradicional permite frecuencias de hasta aproximadamente 100 GHz. La optoelectrónica puede producir pulsos eléctricos a 10 THz mediante la aplicación de fenómenos electromagnéticos. El intervalo entre ellos se denomina brecha de terahercios, ya que los componentes para la generación, conversión y detección de señales han sido muy difíciles de obtener.

Los físicos de TUM lograron generar pulsos eléctricos en el rango de frecuencia de hasta 10 THz utilizando diminutos, los llamados antenas plasmónicas y páselos en un chip. Los investigadores llaman antenas plasmónicas debido a su forma, amplifican la intensidad de la luz en las superficies metálicas. La forma de estas antenas plasmónicas es muy importante. Son de forma asimétrica. Un lado de las estructuras metálicas de tamaño nanométrico es más puntiagudo que el otro. Cuando un pulso láser enfocado en la lente excita las antenas, estas emiten más electrones en el lado puntiagudo que en el plano opuesto. Una corriente eléctrica fluye entre los contactos, pero solo mientras las antenas estén excitadas por la luz láser.

Acoplamiento de campo cercano a femtosegundos de pulsos NIR a modos de línea de banda THz

En la fotoemisión, el pulso de luz hace que se emitan electrones del metal en el vacío,

explica Christoph Karnetzky, conducir

Todos los efectos de iluminación son más fuertes en el lado nítido, incluida la fotoemisión que usamos para generar una pequeña cantidad de corriente. Los pulsos de luz solo estuvieron presentes en unos pocos femtosegundos.

En consecuencia, los pulsos eléctricos en las antenas fueron cortos. De esta forma, un pulso de láser de femtosegundos con una frecuencia de 200 THz podría generar una señal de THz ultracorta con una frecuencia de hasta 10 THz en los circuitos del chip, según Karnetzky.

Los investigadores eligieron zafiro como material de chip, porque no puede excitarse ópticamente y, por lo tanto, no causa interferencias. Con miras a futuras aplicaciones, utilizaron Láser con una longitud de onda de 1,5 micrones implementado en cables de fibra óptica tradicionales de Internet. Holleitner y sus colegas también hicieron otra observación sorprendente de que tanto los pulsos eléctricos como los de THz no dependían linealmente de la potencia de excitación del láser utilizado. Esto significa que la fotoemisión en las antenas se desencadena por la absorción de más fotones por pulso de luz.

Alexander Holleitner Ella dijo,

Hasta ahora, no existían pulsos en chip tan rápidos y no lineales

Con este efecto, espera descubrir efectos de emisión de túnel aún más rápidos en antenas y usarlos para aplicaciones en chip.

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