Ultraschneller Schalter RUB stellt neuen Ansatz für elektrische Schaltungen vor

Quelle: Ruhr-Universität Bochum / Redakteur: Dorothee Quitter

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Forschende der Ruhr-Universität Bochum (RUB) haben eine ultraschnelle elektrische Schaltung auf Basis einer wässrigen Lösung entwickelt. Sie wird durch einen kurzen, intensiven optischen Puls elektrisch leitend und verhält sich so kurzzeitig wie ein Metall.

Bei diesem neuen Ansatz von Forschenden der Ruhr-Universität Bochum wird mit Natriumiodid-Ionen versetztes Wasser durch eine Düse aufgefächert. Dann wird ein kurzer Laserpuls hindurchgeleitet. In dieser Zeit wird die wässrige Lösung leitend.
Bei diesem neuen Ansatz von Forschenden der Ruhr-Universität Bochum wird mit Natriumiodid-Ionen versetztes Wasser durch eine Düse aufgefächert. Dann wird ein kurzer Laserpuls hindurchgeleitet. In dieser Zeit wird die wässrige Lösung leitend.
(Bild: Adrian Buchmann)

Alle Rechenoperationen von Computern basieren auf Schaltungen. Die Geschwindigkeit, mit der ein Bauelement zwischen den Zuständen Null und Eins wechseln kann, bestimmt letztlich auch die Geschwindigkeit des Rechners. In aktuellen Computern werden Halbleiter verbaut, die elektrische Schaltungen ermöglichen. Sie sind aber in ihrer Geschwindigkeit limitiert.

Elektrische Schaltung auf Basis einer wässrigen Lösung

Forschende der Ruhr-Universität Bochum haben nun einen gänzlich neuen Ansatz für Schaltungen vorgestellt. Sie haben eine ultraschnelle Schaltung auf der Basis einer wässrigen Lösung entwickelt. Durch einen kurzen, aber starken Laserpuls soll sich die Lösung innerhalb weniger als einer billionstel Sekunde (10-12 Sekunden) in einen leitenden Zustand versetzen lassen und sich in dieser Zeit fast wie ein Metall verhalten. Damit wäre die Schaltung schneller als die bisher schnellste bekannte Schaltgeschwindigkeit eines Halbleiters.

Kurzer Laserpuls führt zu ultraschneller Schaltung

Das Ganze funktioniert so: Zuerst haben die Wissenschaftler Natriumiodid-Ionen in Wasser gelöst. Nach Angaben der Forscher wird die wässrige Lösung dann durch eine eigens entwickelte Düse so aufgefächert, dass sie als flacher Strahl von wenigen Mikrometern Dicke fließt. Durch diesen Wasserfächer wird anschließend ein kurzer, aber starker Laserpuls hindurch geleitet. Der Laser befreit dabei Elektronen aus dem im Wasser gelösten Salz, sodass die Lösung in diesem Moment bei Terahertzfrequenzen leitend wird und sich plötzlich ähnlich verhält wie ein Metall. Durch die kurze Impulsdauer des Laserpulses von 10-14 Sekunden wird so die wässrige Natriumiodid-Lösung zum ultraschnellen Schalter, heißt es. Ein weiterer Laser fragt den Zustand des Wassers ab.

Zur Originalpublikation in der Fachzeitschrift APL Photonics

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