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德国科学家研制最快速光驱动电流源  上面的可视化示意图显示了用于薄膜材料的石墨烯层。图片来源：曼彻斯特大学 科学家已经表明，在气体、绝缘材料和半导体材料中用光引导电子是可能的。因此，从原理上讲，可以实现电流的控制。然而，这个概念还没有被应用于金属材料，因为光通常不能穿透材料来控制电子。为了避免这种情况的影响，在Peter Hommelhoff教授和Heiko Weber教授的研究小组中，物理学家们利用了石墨烯，这种材料仅由一层碳原子组成。尽管石墨烯是一种很好的导体，但它的厚度足以让一些光线穿透材料并实现电子的移动控制。 在他们的实验中，科学家们用特别设计的波形在石墨烯上发射极短的激光脉冲。当这些光波击中了石墨烯时，里面的电子被投掷在一个方向，像鞭子的作用一样。在强烈的光场下，电流会在一个光周期产生，即半个飞秒的时长。令人惊讶的是，尽管在这种巨大的力的作用下，量子力学仍然起着关键的作用，Takuya Higuchi博士说，他是该研究论文的第一作者。 研究人员发现石墨烯中的电流产生过程遵循复杂的量子力学。电子通过两条路径从初始状态到激发态，而不是同一条通向同一目的地的分叉路。像波一样，电子可以在分叉处同时在两条路上流动。根据分裂的电子波之间的相对相位，当它们再次相遇时，电流可能非常大，或者根本就不存在。这就像水波一样。 想象一个波浪冲击着建筑物的墙壁，同时向建筑物的左边和右边流动。在大楼的尽头，两部分又相遇了。如果部分波在峰值处相遇，就会产生非常大的波，结果就是电流之和。如果一个波的高峰期，与另一个波的最低点相遇，那两者就会相互抵消，没有电流存在，Peter Hommelhoff教授说。我们可以利用光波来调节电子移动，并产生部分电能。 这一结果是电子学与光学结合的又一重要研究进展。在未来，该方法可以为实现超快电子在光频率下的工作打开一扇大门。 来源：https://phys.org/news/2017-09-fastest-light-driven-current-source.html 分享到：
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200833 2017-09-28 23:19关注，了解。