Comutatoarele ultra-rapide sunt dispozitive esențiale pentru cercetarea de bază și dezvoltarea tehnologică. Circuitele sunt baza pentru toate activitățile pe computer și smartphone. Viteza de funcționare a unui computer este determinată de cât de repede o componentă poate trece de la zero la unu. Comutarea electrică este fezabilă prin semiconductori, care sunt utilizați în calculatoarele moderne.
Cercetătorii germani de la Universitatea Ruhr din Bochum au creat un comutator pe bază de apă care funcționează extrem de rapid. În mai puțin de o trilionime de secundă (10-12 secunde), un impuls laser scurt, dar intens, transformă apa într-o stare conductivă, care acționează aproape ca un metal. Acest lucru îl face mai rapid decât curentul cunoscut cel mai rapid semiconductor viteza de comutare.
Claudius Hoberg de la Ruhr Explores Solvation Cluster of Excellence RESOLV și colegii săi au dezvăluit o posibilă abordare nouă a circuitelor pe bază de apă. Apa în care cercetătorii au dizolvat ioni de iodură – apă sărată, cu alte cuvinte – este ventilată printr-o duză personalizată, astfel încât să curgă ca un jet aplatizat cu o grosime de doar câțiva micrometri.
Apoi, acestui jet de apă i se transmite un puls laser scurt, dar puternic. Laserul face ca apa să devină brusc conductivă la frecvențe teraherți, prezentând proprietăți asemănătoare cu cele ale unui metal atunci când eliberează electroni din sarea care este dizolvată în el. Apa funcționează ca o comutare incredibil de rapidă datorită scurtării impulsului laser (10-14 secunde) lungime.
Claudius Hoberg a spus, „O viteză de 10-12 secunde a fost observată în intervalul teraherți. Un al doilea laser sondează starea apei.”
Referința jurnalului:
- Adrian Buchmann, Claudius Hoberg, Fabio Novelli: Un comutator de lichid ultra-rapid pentru radiația terahertzi, în Fotonica APL, 2022, DOI: 10.1063/5.0130236
