电流是电流导体由有机超导体中的光控制的

2022-01-28 17:40:00喻珊眉导读极化的太赫兹电流由有机超导体中的超短激光驱动。这与欧姆定律所证明的机超常识信念相反，即，中的制光的光控振荡电场不能感应出净电流。电流在超导转变温

极化的电流导体太赫兹电流由有机超导体中的超短激光驱动。这与欧姆定律所证明的机超常识信念相反，即，中的制光的光控振荡电场不能感应出净电流。电流在超导转变温度附近升高。电流导体光驱动的机超太赫兹电流为计算机高速运行开辟了一条途径，该速度比传统计算机快一百万倍。中的制

在现代信息技术(IT)中，光控数据是电流导体通过CPU中电子的运动来处理和携带的。在电路中，机超电子通过施加的中的制电场沿所需方向移动。电子运动的开-关切换的频率例如被称为“千兆赫兹(10 9 Hz)”的数量级。

另一方面，频率为太赫兹(10 15 Hz)的振荡光场具有实现开关控制的太赫兹操作的潜力。如果一个人能够以光频率移动电子，那么数据处理的速度可能会比传统计算机快一百万倍。但是，光的电磁振荡从未驱动极化电流(即时间光脉冲期间电流的平均值为零)，因为振荡的光场在时间/空间上对称。东北大学，名古屋大学，分子科学研究所，冈山科学大学和大学的研究人员通过超短激光脉冲的照射，成功地使有机超导体中的电子向特定方向移动。

根据欧姆定律，感应电流(和电子速度)与施加的电场成比例。请注意，如果电子在固体中多次散射，则欧姆定律成立。实际上，材料的电阻率由电子-电子和/或电子-声子散射过程确定。但是，如果可以在比散射时间短的时间尺度上施加电场，则固体中的电子没有足够的时间进行平均。相反，电子应被加速并产生极化净电流。因此，研究人员已尝试使用比电子散射时间(有机超导体中约40飞秒)短得多的超短激光脉冲来实现这种“无散射电流”。

实现这样的实验的一个障碍是不可能对这样的短时电流进行电检测。因此，研究人员采用了光学检测。作为检测铁电体中的宏观偶极矩等电子对称性破坏的方法，众所周知，二次谐波产生(SHG)。SHG也可以由极化电流感应，这是电子对称性破坏的另一种类型。

研究人员将其脉冲宽度约为6 fs(6×10 -15 s)的超短激光照射在有机中心对称超导体κ-(BEDT-TTF)2 Cu [N(CN)2 ] Br上，并检测出第二个谐波产生(SHG)。这与常识相反，因为SHG仅在破坏空间对称性的材料中生成。他们在中心对称材料中检测到SHG，表明在光照射过程中产生了极化净电流。

为了确认这种非线性极化电流，研究人员研究了SHG的载流子-包络相位(CEP;光的振荡与其包络之间的相对相位)的依赖性，因为CEP敏感的性质是电流感应SHG的特征行为。SHG强度作为CEP的周期性变化是一个证据，表明观察到的SHG实际上归因于无散射电流。

研究人员进一步证明了无散射电流与超导性之间的关系。本结果(图2b)示出了SHG是在温度范围低于50 K(>超导转变温度(检测到的Ť SC = 11.5 K))。结果还表明，SHG的强度在低于25 K(〜2× T SC)，表示无散射电流对“超导波动”敏感。在许多超导体中，已经发现超导波动或超导的微观种子在高于超导转变的温度下发生，并且二次谐波强度的增加似乎与超导波动有关。

研究人员说：“通过进一步了解无散射的非线性太赫兹电流，我们也许能够制造出比现在的千兆赫兹快一百万倍的皮赫兹运算速度的计算机。也可以使用这种现象。作为阐明超导状态微观机制的工具，因为它对超导波动敏感。”