跨越統學和電子領域   以太赫茲速度揭開電子產品的未來

編譯／高晟鈞

雖然目前已經有運行在億赫茲（GHz, 10⁹Hz）電子元件，但依舊對能更快處理資訊有著強烈需求，人們已經將目光放在接近太赫茲（THz, 10¹²Hz）與拍赫茲（PHz, 10¹⁵Hz）範圍。而電子學的前鋒也正向毫米波（Milimeter Wave），又稱超高頻（Extremely High Frequency, 頻率範圍30-300 GHz）發展，第一批相關高速電晶體、混和光子平台、太赫茲設備問世，也象徵著光學與電子學領域的逐漸重疊。

診斷工具的限制與創新

然而許多突破性設備的衡量，需要相應的尺度的測量工具才有意義，可惜的是，目前大多數診斷工具仍然未能跟上設備的突破，尤其是在速度與空間解析度方面。

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對此，康斯坦茨大學的一組研究團隊提出了一個創新的解決方案：他們透過紅外線雷射，將在透射電子顯微鏡中產生的飛秒電子脈衝，壓縮到僅僅80飛秒的持續時間，並同步到由雷射觸發的電子傳輸線（Laser-triggered electronic transmission line）產生的電磁場中。最後，研究人員可以透過激發－探測技術（Pump-Probe Approach），直接感知電子設備中的電磁場中的相關空間與時間信息。

這種測量技術的優點在於，它只需要將基質材料變得更薄（對於電子束來說是透明的），就能以奈米、飛秒、豪伏特的尺度分辨率進行測量，並且不影響原本電子元件的性能。

推進下一代電子產品

這種飛秒電子束的激發和探測技術，彌補了測量與電子元件開發的技術鴻溝，進而推動下一代電子產品開發與技術進步。同時有了相應的測量分辨率，新工具將進一步整合光學與電子學，促使兩者融合，進而引導科學家們開發出更新穎的光電元件。

資料來源:ScitechDaily

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