Les scientifiques Peuvent Regarder les Électrons Refroidir à 30 Quadrillionths de Seconde

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Scientists Can Watch Electrons Cool Down in 30 Quadrillionths of a Second

À quelle vitesse pouvez le thermomètre? Si vous êtes un physicien armé d’un graphène sandwich, il pourrait être aussi rapide que 30 quadrillionths de secondes, au moins si vous êtes étudiant d’électrons.

Une nouvelle étude, menée par des chercheurs du MIT, de l’Université de Californie, Riverside, et la Barcelone de l’Institut de la Science et de la Technologie, examine comment les ultra-rapide de techniques peuvent être utilisées pour mesurer le changement de la température des électrons dans le graphène. En la matière, ainsi que d’autres semi-conducteurs, les électrons peuvent être rapidement chauffés par des photons qui les frappe, mais rapidement se refroidir par le partage de la chaleur avec les électrons qu’ils entrent en collision les uns avec les autres. Ce processus peut être plus dans moins de 1 millième de milliardième de seconde.

Maintenant, l’équipe a créé un nouveau dispositif expérimental mis en place pour mesurer avec précision les variations de température. Pour ce faire, ils ont construit un sandwich qui utilise deux feuilles de graphène pour entourer une de plusieurs couches d’isolant nitrure de bore—comme illustré dans l’image ci-dessus. Ici, les électrons ont deux options lorsqu’ils sont chauffés par la lumière dans la couche supérieure de graphène: rebondir et frapper les uns les autres au sein de cette couche, ou de migrer vers le bas à travers le nitrure de bore.

En jouant sur les conditions de la mise en place, comme l’intensité de la lumière utilisée et la tension aux bornes de l’alternance, l’équipe a découvert qu’ils pouvaient influencer le parcours qui les électrons ont pris. Par la mesure de leur propagation à travers le sandwich, l’équipe a pu voir les électrons se rafraîchir dans des périodes de temps plus courte que 30 quadrillionths de secondes. La recherche est publiée dans Nature.

En effet, l’équipe a fini par créer un nouveau type de l’ultra-minces photodétecteur. Le sandwich, composé de plusieurs atome d’épaisseur de couches de carbone et de nitrure de bore, les mesures à seulement 10 nanomètres de haut en bas, le rendant extrêmement petit et efficace pour mesurer la présence de la lumière. Elle pourrait continuer à être utilisées dans de nouveaux types de miniatures de circuits intégrés.

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[La Nature via PhysOrg]