Un team interdisciplinare della Ruhr-Universität Bochum ha trovato un modo per accedere all'interno dei transistor. I ricercatori hanno manipolato il gas di elettroni contenuto all'interno applicando risonatori per generare oscillazioni ritmiche nell'intervallo di terahertz all'interno. Hanno condiviso le loro scoperte sulla rivista Rapporti scientifici .
I transistor possono essere manipolati non solo con le tensioni
Utilizzato per la commutazione e l'amplificazione, i transistor sono elementi fondamentali dell'elettronica moderna. Applicando una specifica tensione esternamente a un transistor, una corrente elettrica è controllata all'interno, quale, a sua volta, genera una nuova tensione. Rispetto alla tensione applicata esternamente, la nuova tensione può essere amplificata, può oscillare o essere logicamente connesso ad esso. Per interagire con l'ambiente circostante tramite corrente e tensione elettrica, i transistor contengono strati di elettroni ultrasottili, cosiddetti gas elettronici 2D. Il team RUB ha dimostrato che questi gas possono essere controllati non solo tramite tensioni CC e a radiofrequenza.
Il gas di elettroni può essere fatto oscillare come una gelatina
"Un gas di elettroni 2D è come la gelatina, " spiega il professor Andreas Wieck della cattedra di fisica applicata dello stato solido. "Se la pressione viene applicata elettricamente al gas dall'alto con una frequenza caratteristica, si generano oscillazioni di spessore e densità." Di conseguenza, il gas può essere manipolato tramite forze elettriche, che oscilla molto più rapidamente di qualsiasi frequenza radio o microonde. Poiché ha uno spessore di appena una decina di nanometri, le oscillazioni seguono le leggi della meccanica quantistica. Ciò significa:tutte le oscillazioni che si verificano hanno una frequenza specifica, vale a dire nella gamma terahertz, cioè nell'intervallo di 1012 Hertz. "La pressione al gas di elettroni deve essere applicata in quel rapido cambiamento, " elabora Wieck. Andreas Wieck, Dottor Shovon Pal, Il dottor Nathan Jukam e altri colleghi del gruppo di lavoro Terahertz Spectroscopy and Technology e della cattedra di materiali elettronici e nanoelettronica hanno trovato un modo per attivare le oscillazioni richieste. Così, è stato creato un nuovo metodo per accedere all'interno di un transistor.
I risonatori generano oscillazioni di spessore
Cento nanometri sopra il gas di elettroni, i ricercatori del RUB hanno fatto evaporare una serie di risonatori metallici identici che possono oscillare con la frequenza fissa richiesta. Il gas di elettroni era incorporato in un semiconduttore e poteva essere modificato tramite tensione CC esterna, vale a dire che potrebbe essere reso un po' più spesso o più sottile. Lo spessore determina la frequenza che fa oscillare il gas in modo ottimale. Distribuzione di tensione esterna, i ricercatori sono stati in grado di mettere a punto il gas di elettroni sui risonatori, cioè regolare il gas in modo che la pressione elettrica alternata dei risonatori lo ecciti in modo ottimale per oscillare nell'intervallo dei terahertz.
Sensori per la tecnologia chimica e ambientale
Questo metodo potrebbe essere di interesse per sensori in applicazioni chimiche e ambientali, come suggeriscono i ricercatori. Questo perché le oscillazioni molecolari si verificano tipicamente nell'intervallo dei terahertz. Con transistor modificati, tali oscillazioni possono essere registrate e possono essere sviluppati sensori che reagiscono alle frequenze di determinati gas o liquidi.
