Thiết bị quang học chuyển đổi ánh sáng nhanh hơn bóng bán dẫn silicon 10.000 lần

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Oldenburg ở Đức đã phát triển một công tắc quang học siêu nhanh được làm từ "vật liệu siêu cấu trúc hoạt động" nano kết hợp các mảng khe nano bạc siêu mỏng với một lớp đơn của chất bán dẫn disulphide vonfram. Cấu trúc lai này có thể điều khiển ánh sáng trong khoảng thời gian femto giây—một phần tư của một phần triệu tỷ giây—làm cho nó nhanh hơn khoảng 10.000 lần so với các transistor điện tử dựa trên silicon thông thường. Thiết bị hoạt động bằng cách tạm thời lưu trữ ánh sáng đến trong một trạng thái lượng tử lai gọi là exciton-plasmon polariton, kết hợp các đặc tính của ánh sáng và vật chất và cho phép tương tác mạnh với các cặp electron-lỗ trống (excitons) trên bề mặt chất bán dẫn. Sử dụng các xung laser bên ngoài, các nhà nghiên cứu đã có thể điều biến độ phản xạ của thiết bị lên đến 10 phần trăm trong khoảng 70 femto giây, hiệu quả chuyển đổi tín hiệu ánh sáng với tốc độ chưa từng có. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng quang phổ điện tử hai chiều (2DES) để quan sát các tương tác lượng tử siêu nhanh này với độ phân giải thời gian cao.