Une équipe interdisciplinaire de la Ruhr-Universität Bochum a trouvé un moyen d'accéder à l'intérieur des transistors. Les chercheurs ont manipulé le gaz d'électrons contenu à l'intérieur en appliquant des résonateurs pour générer une oscillation rythmique dans la gamme térahertz à l'intérieur. Ils ont partagé leurs découvertes dans le magazine Rapports scientifiques .
Les transistors peuvent être manipulés non seulement avec des tensions
Utilisé pour la commutation et l'amplification, Les transistors sont des éléments fondamentaux de l'électronique moderne. En appliquant une tension spécifique à l'extérieur d'un transistor, un courant électrique est contrôlé à l'intérieur, lequel, à son tour, génère une nouvelle tension. Par rapport à la tension appliquée de l'extérieur, la nouvelle tension peut être amplifiée, peut osciller ou y être logiquement connecté. Afin d'interagir avec leur environnement via le courant électrique et la tension, les transistors contiennent des couches d'électrons ultra-minces, les gaz d'électrons dits 2D. L'équipe RUB a démontré que ces gaz peuvent être contrôlés non seulement via des tensions CC et radiofréquence.
Le gaz d'électrons peut être oscillé comme de la gelée
"Un gaz d'électrons 2D est comme de la gelée, " explique le professeur Andreas Wieck de la chaire de physique appliquée des solides. " Si la pression est appliquée électriquement au gaz par le haut avec une fréquence caractéristique, des oscillations d'épaisseur et de densité sont générées. le gaz peut être manipulé via des forces électriques, qui oscille beaucoup plus rapidement que n'importe quelle fréquence radio ou micro-onde. Comme il a une épaisseur d'à peine une dizaine de nanomètres, les oscillations suivent les lois de la mécanique quantique. Cela signifie que toutes les oscillations qui se produisent ont une fréquence spécifique, à savoir dans la gamme térahertz, c'est-à-dire dans la plage de 1012 Hertz. "Une pression sur le gaz d'électrons doit être appliquée dans ce changement rapide, " précise Wieck. Andreas Wieck, Dr Shovon Pal, Le Dr Nathan Jukam et d'autres collègues du groupe de travail Spectroscopie et technologie térahertz ainsi que de la Chaire des matériaux électroniques et de la nanoélectronique ont trouvé un moyen de déclencher les oscillations requises. Ainsi, une nouvelle méthode d'accès à l'intérieur d'un transistor a été créée.
Les résonateurs génèrent des oscillations d'épaisseur
Cent nanomètres au-dessus du gaz d'électrons, les chercheurs du RUB ont évaporé un réseau de résonateurs métalliques identiques qui peuvent osciller avec la fréquence fixe requise. Le gaz d'électrons était intégré dans un semi-conducteur et pouvait être modifié via une tension continue externe, à savoir, il pourrait être un peu plus épais ou plus mince. L'épaisseur détermine la fréquence qui fait osciller le gaz de façon optimale. Déploiement de tension externe, les chercheurs ont pu ajuster finement le gaz d'électrons aux résonateurs, c'est-à-dire ajuster le gaz de sorte que la pression électrique alternative des résonateurs l'excite de manière optimale à osciller dans la plage térahertz.
Capteurs pour la technologie chimique et environnementale
Cette méthode pourrait être intéressante pour les capteurs dans les applications chimiques et environnementales, comme le suggèrent les chercheurs. En effet, les oscillations des molécules se produisent généralement dans la gamme des térahertz. Avec des transistors modifiés, de telles oscillations peuvent être enregistrées et des capteurs peuvent être développés qui réagissent aux fréquences de certains gaz ou liquides.
