Ultrasnabba switchar är viktiga enheter för grundforskning och teknisk utveckling. Kretsar är grunden för alla dator- och smartphoneaktiviteter. Hastigheten på en dators funktion bestäms av hur snabbt en komponent kan övergå mellan noll och ett. Elektrisk omkoppling görs möjlig av halvledare, som används i moderna datorer.
Tyska forskare vid Ruhr University Bochum har skapat en vattenbaserad switch som fungerar extremt snabbt. Inom mindre än en biljondels sekund (10-12 sekunder), omvandlar en kort men intensiv laserpuls vatten till ett ledande tillstånd, som fungerar nästan som en metall. Detta gör den snabbast snabbare än den kända strömmen halvledare växlingshastighet.
Claudius Hoberg från Ruhr utforskar Solvation Cluster of Excellence RESOLV och hans kollegor har avslöjat en möjlig ny metod för vattenbaserade kretsar. Vattnet som forskarna hade löst jodidjoner i – saltvatten, med andra ord – fläktas ut av ett specialtillverkat munstycke så att det strömmar som en tillplattad stråle med en tjocklek på bara några mikrometer.
Sedan får denna vattenstråle passera en kort men ändå potent laserpuls. Lasern gör att vattnet plötsligt blir ledande vid terahertz-frekvenser och uppvisar egenskaper som liknar en metalls när det frigör elektroner från saltet som är löst i det. Vattnet fungerar som en otroligt snabb switch tack vare laserpulsens kort (10-14 sekunder) längd.
Claudius Hoberg sade, "En hastighet på 10-12 sekunder observerades i terahertzområdet. En andra laser undersöker vattnets tillstånd."
Tidskriftsreferens:
- Adrian Buchmann, Claudius Hoberg, Fabio Novelli: En ultrasnabb vätskeomkopplare för terahertzstrålning, i APL fotonik, 2022, DOI: 10.1063/5.0130236
