Ünlü Nature Photonics dergisindeki son yayın, yarı iletken alanında önemli bir ilerlemeyi ortaya çıkardı: kullanılan enerjiyi en aza indirirken, yarı iletken bir malzemeye yük enjeksiyonunu optimize etmek için ışığın özelliklerini değiştirme yeteneği. Bu keşif, geleceğin optoelektronik cihazlarını tasarlama ve üretme biçimimizde devrim yaratabilir. Milan Politeknik Fizik Bölümü, Ulusal Araştırma Konseyi’nin üç araştırma enstitüsü – Fotonik ve Nanoteknoloji Enstitüsü (Cnr-Ifn), Mikroelektronik ve Mikrosistemler Enstitüsü (Cnr-Imm) ve Nanobilim Enstitüsü ( Cnr) arasındaki işbirliğinin sonucu -Nano) ve Salerno Üniversitesi tarafından yürütülen araştırma, bilim ve ileri teknolojide ortak çalışmanın önemini vurguluyor. “Germanyumda alan odaklı attisaniye yük dinamiği” başlıklı çalışmanın merkezi unsuru, yük taşıyıcılarının tek kristalli germanyuma ultra hızlı enjeksiyonu ile ilgilidir.
Araştırmacılar, son teknoloji spektroskopik teknikleri kullanarak, son derece kısa zaman ölçeklerinde, ölçülebilir saniyelerde (bir Attosaniye, saniyenin milyarda birinin milyarda birine karşılık gelir) çalışan, önceden bilinmeyen radyasyon-madde etkileşim mekanizmalarını gözlemlediler. Çalışmanın ana yazarlarından biri olan Matteo Lucchini, bu keşiflerin öneminin altını çiziyor: “Işığın yarı iletkenleri nasıl heyecanlandırdığını anlamak, şarj enjeksiyon hızını ve tüketilen gücü en iyi şekilde dengeleyen devrim niteliğindeki optoelektronik cihazları tasarlamamıza olanak tanıyor.” Deneysel gözlemler, bu araştırmanın önemli bir bileşeni simülasyon tarafından geliyor. Cnr-Nano’dan Carlo Andrea Rozzi şöyle açıkladı: “Işık tarafından uyarılan yüklerin malzemenin içinde nasıl hareket ettiğini tam olarak tanımlayabilen ve çeşitli aydınlatma senaryolarında en verimli enjeksiyon mekanizmalarını tahmin edebilen gelişmiş bir simülasyon geliştirdik”.
Bu simülasyonlar, araştırmacıların kuantum düzeyindeki elektronik yanıtlardaki farklı mekanizmalar arasındaki karmaşık etkileşimleri anlamalarına olanak tanıyarak optik, fotonik ve bilgi teknolojisi gibi alanlarda yeni ufuklar açtı. Bunun gibi sıçramalarla, verinin işlenme ve bilginin kodlanma hızı ve verimliliğinde, bilgi işlem ve iletişim teknolojisinin geleceğini şekillendirecek dramatik ilerlemeler bekleyebiliriz.
Araştırmacılar, son teknoloji spektroskopik teknikleri kullanarak, son derece kısa zaman ölçeklerinde, ölçülebilir saniyelerde (bir Attosaniye, saniyenin milyarda birinin milyarda birine karşılık gelir) çalışan, önceden bilinmeyen radyasyon-madde etkileşim mekanizmalarını gözlemlediler. Çalışmanın ana yazarlarından biri olan Matteo Lucchini, bu keşiflerin öneminin altını çiziyor: “Işığın yarı iletkenleri nasıl heyecanlandırdığını anlamak, şarj enjeksiyon hızını ve tüketilen gücü en iyi şekilde dengeleyen devrim niteliğindeki optoelektronik cihazları tasarlamamıza olanak tanıyor.” Deneysel gözlemler, bu araştırmanın önemli bir bileşeni simülasyon tarafından geliyor. Cnr-Nano’dan Carlo Andrea Rozzi şöyle açıkladı: “Işık tarafından uyarılan yüklerin malzemenin içinde nasıl hareket ettiğini tam olarak tanımlayabilen ve çeşitli aydınlatma senaryolarında en verimli enjeksiyon mekanizmalarını tahmin edebilen gelişmiş bir simülasyon geliştirdik”.
Bu simülasyonlar, araştırmacıların kuantum düzeyindeki elektronik yanıtlardaki farklı mekanizmalar arasındaki karmaşık etkileşimleri anlamalarına olanak tanıyarak optik, fotonik ve bilgi teknolojisi gibi alanlarda yeni ufuklar açtı. Bunun gibi sıçramalarla, verinin işlenme ve bilginin kodlanma hızı ve verimliliğinde, bilgi işlem ve iletişim teknolojisinin geleceğini şekillendirecek dramatik ilerlemeler bekleyebiliriz.