Elektor Team

Halfgeleidermateriaal met schakeltijd kleiner dan 1 picoseconde

10 december 2013, 14:36
Halfgeleidermateriaal met schakeltijd kleiner dan 1 picoseconde
Halfgeleidermateriaal met schakeltijd kleiner dan 1 picoseconde

Onderzoekers van de University of Pennsylvania zijn er met een speciale constructie in geslaagd om de emissielevensduur van een halfgeleider te reduceren tot minder dan één picoseconde. De emissielevensduur bepaalt de maximale snelheid waarmee een halfgeleidermateriaal van een aangeslagen toestand naar een basistoestand terugvalt, en dus de maximale schakelsnelheid van elektronische componenten die met die halfgeleider zijn gemaakt. Het onderzoek opent de weg naar extreem snelle fotonische componenten en toekomstige computers met kloksnelheden in het terahertzgebied.

Bij halfgeleiders die van een aangeslagen toestand terugvallen naar een basistoestand treedt eerst een ‘afkoelingsperiode’ op waarbij energie als warmte wordt afgegeven. Vervolgens valt het materiaal terug naar de basistoestand waarbij de resterende energie in de vorm van licht wordt uitgestraald. Door een speciale constructie hebben de onderzoekers bereikt dat de terugval vrijwel direct gebeurt. Bij deze constructie wordt een nanodraad van cadmiumsulfide bedekt met een laag siliciumdioxide waaromheen een laagje zilver wordt aangebracht. Op het scheidingsvlak van zilver en siliciumdioxide ontstaan plasmonen die door het ‘fluistergalerij’-principe in de ronde zilveromhulling in resonantie komen. Door deze resonantie wordt de emissie-levensduur aanzienlijk verkort.

Reacties worden ingeladen...
gerelateerde items