德国波鸿鲁尔大学的研究人员开发了一种超快水基开关。 一个短而强大的激光脉冲可在不到万亿分之一秒(10-12 秒)的时间内将水转化为导电状态,在这段时间内,它的行为几乎像金属一样,这使得它比迄今为止已知的最快的半导体开关速度还要快。
图1,水通过专门开发的喷嘴散开,然后激光穿过它。 来源:RUB
激光使水表现得像一个高速开关
现在计算机和智能手机的所有操作都基于电路,电路中的组件在状态 0 和状态 1 之间切换,其切换的速度最终决定了计算机的运行速度。然而,现代计算机使用半导体,使电气开关成为可能,但它们的速度天生就受到限制。
论文作者Dr. Claudius Hoberg和他的同事们一起开发了一种可能的水基电路方法。 研究人员将碘化物离子溶解在盐水中的水通过特制的喷嘴扇出,从而形成厚度只有几微米的扁平射流。
Hoberg 解释说:“可以把它想象成挤压园艺软管,使水流变得又宽又平,但规模要小得多。”
然后将一个短而强大的激光脉冲引导通过这个水射流。 激光从溶解在水中的盐中释放电子,使水在太赫兹频率下突然变得导电,表现出类似于金属的特性。 10-14 秒的短激光脉冲持续时间将水变成超快速开关。
Claudius Hoberg 说,“目前在太赫兹范围内观察到 10-12 秒的转换速度, 第二个激光用来探测水的状态。”