飞秒电子束超快电子新检测工具的艺术图像。版权所有:Dr. Mikhail Volkov编辑
Ko大学的研究人员说Nstanz已经成功地拍摄了极快的电子操作电子显微镜中带宽为几十太赫兹的Nic电路。
对更快的信息处理的日益增长的需求已经开启了一个研究的新时代，重点是在接近太赫兹和太赫兹的频率下工作的高速电子设备。虽然现有的电子设备主要在千兆赫兹范围内工作，但电子学的前沿正在向毫米波推进，高速晶体管、混合光子平台和太赫兹元设备的第一个原型开始架起电子和光学领域的桥梁。
然而，由于现有诊断工具的局限性，特别是在速度和空间分辨率方面，表征和诊断这些设备构成了重大挑战。如果一个突破性的设备是同类产品中速度最快、体积最小的，我们该如何衡量它呢?
创新诊断解决方案
为了应对这一挑战，康斯坦茨大学的一组研究人员现在提出了一种创新的解决方案:他们在透射电子显微镜中产生飞秒电子脉冲，用红外激光将其压缩到只有80飞秒的持续时间，并在光导开关的帮助下将它们同步到激光触发的电子传输线的内部场。然后，使用泵探测方法，研究人员直接感知电子设备中的局部电磁场作为空间和时间的函数。
这种新型的超快电子束探头在正常工作条件下提供飞秒、纳米和毫伏分辨率，即不影响器件的原位操作。只有衬底材料需要变薄才能对电子束透明。
推进下一代电子技术
这种飞秒电子束探测方法为下一代电子学的研究和发展开辟了新的领域，因为诊断分辨率现在原则上只受限于显微镜中电子的德布罗意波长和用于全光电子脉冲压缩的红外激光的周期。
有了这样的分辨率，新工具为未来的电子电路提供了前所未有的洞察力，并可以指导他们的设计走向新的应用。
新概念的多功能性和无缝集成到半导体行业现有的电子束检测设备中，应该使其成为推动超高速电子向未开发容量发展的有前途的资产。
参考文献:“超快电子的飞秒电子束探测”，作者:Maximilian Mattes, Mikhail Volkov和Peter Baum, 2024年2月26日，Nature Communications。DOI: 10.1038 / s41467 - 024 - 45744 - 8
资助:德国研究基金会(DFG)在"超越平衡的经典和量子物质的波动和非线性"合作研究中心(SFB 1432)的范围内;玛丽Sk?odowska-Curie许可号。896148 -意法半导体;康斯坦茨大学青年学者基金。
