【環球時快訊】金屬電子釋放實現阿秒范圍測控，或將電子電路速度加快100萬倍

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光電效應。圖片來源：“科學和數學空間”網站

科技日報記者 張佳欣

據《自然》雜志26日報道，德國埃爾朗根—紐倫堡大學、羅斯托克大學和康斯坦茨大學的物理學家證明：通過疊加兩個不同強度和頻率的激光場，可以測量金屬的電子釋放并將其精確控制到幾阿秒。這些發現可能會帶來新的量子力學見解，并使電子電路的運行速度比現在的快100萬倍。

激光技術的發展為光電效應的研究帶來新動力。此前，科學家們只能在阿秒范圍內確定氣體中激光誘導的電子動力學。現在，研究團隊首次實現在固體上測量和控制阿秒范圍內金屬的電子釋放。

研究團隊使用了一種特殊的策略：不僅使用強激光脈沖，將電子釋放到鎢尖端，還使用了頻率為兩倍的較弱激光。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光子控制，而是被激光電場控制。然后，電子通過金屬界面進入真空。通過故意疊加這兩種光波，物理學家可控制激光場的形狀和強度，從而也可控制電子的釋放。

在實驗中，研究人員能夠確定電子流的持續時間為30阿秒。這種對釋放時間窗口的超精確限制也可推進基礎研究和應用相關研究。兩個激光脈沖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后續運動。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）集成到一個微芯片中是可能的。這樣，帶寬高達帕赫茲范圍的復雜電路或可實現，運行速度將比目前電子電路快近100萬倍。

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