由康斯坦茨大学、卢森堡大学、CNRS大学巴黎南大学、材料物理中心和西班牙圣塞瓦斯蒂安的Donostia国际物理中心研究人员组成的欧洲团队已经找到了一种在飞秒以下时间传输电子的方法，该方法是对光进行操纵。 研究人员认为，他们的发现可能会对数据处理和计算的未来产生重大影响。

图1：利用单周期近红外脉冲在纳米电路中驱动超快电流。

研究团队的任务是开发一种实验装置，以在单个振荡周期以下以飞秒为单位操纵超短光脉冲，同时创建适合于高精度测量和电荷控制的纳米结构。“对我们来说，幸运的是，我们在康斯坦茨拥有一流的设施，”康斯坦茨大学超快现象和光子学教授，该研究的合著者阿尔弗雷德·莱滕斯托夫说。传统上基于硅半导体技术的现代电子组件可以在皮秒（10-12秒）内打开或关闭。标准的移动电话和计算机的最大频率为几兆赫兹，而单个晶体管的频率可以达到一太赫兹。在康斯坦茨大学进行的一系列最新实验，并在《自然物理学》上进行了报道，结果表明，通过使用定制的光波来操纵电子，可以使电子以亚飞秒（快于10-15秒）的速度移动。

Leitenstorfer说：“这很可能是电子产品的未来。” “我们的单周期光脉冲实验已使我们很好地进入了电子传输的阿秒范围。”物理系和应用光子学中心的Leitenstorfer及其团队认为，电子学的未来在于集成的等离激元和光电子器件，他们在光频率下以单电子形式工作。然而，Leitenstorfer对于相关的预测仍有所保留，称该研究仍“非常基础”，可能需要数十年才能实施。Leitenstorfer的实验涉及纳米级金天线和超快激光器，该激光器能够每秒发出1亿个单周期光脉冲以产生可测量的电流。光学天线的领结设计允许将激光脉冲电场的亚波长和亚周期时空集中到6 nm宽度的间隙中。

由于电子从金属中隧穿出来的高度非线性特性以及在光场间隙中的加速，研究人员能够以大约600阿秒的速度切换电流。 Leitenstorfer说：“该过程仅在小于光脉冲电场振荡周期一半的时间尺度上发生。”巴黎和圣塞瓦斯蒂安的项目合作伙伴能够确认Leitenstorfer的观察结果，并创建与光场耦合的电子量子结构的详细地图。研究人员希望这项研究将为理解光与凝结物的相互作用开辟新的机会，从而使人们能够在新的时空尺度上观察量子现象。在新的电子动力学方法基础上，研究人员将继续研究原子级时间和长度尺度下甚至更复杂的具有皮米尺寸的固态器件中的电子传输。

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