摘要：物理学家提出了具有电气调制表面特性的纳米大小的光天线，这是一个突破，可以为更快的计算机芯片铺平道路。...

来自Würzburg的物理学家提出了具有电气调节表面特性的纳米大小的灯天线 - 这是一个突破，可以为更快的计算机芯片铺平道路。

当涉及到速度时，今天的计算机达到了物理极限。半导体组件通常以几吉赫兹的最大可用频率运行，这对应于每秒数十亿个计算操作。结果，现代系统依靠多个芯片来划分计算任务，因为单个芯片的速度无法进一步提高。但是，如果使用光（光子）代替计算机芯片中的电力（电子），则它们的速度可能会快1000倍。

等离子谐振器，也称为“光天线”，是实现这一速度飞跃的有前途的方式。这些是光和电子相互作用的纳米大小的金属结构。根据几何形状，它们可以与不同的光频率相互作用。

“挑战在于，等离激元共振器尚无法有效调制，就像传统电子产品中的晶体管一样。这阻碍了快速光基开关的发展，” Julius-Maximilians-universität（Jmu）Würzburg的Julius-Maximilians-Universität（JMAXIMILIANS-MAXIMILIANS-MAXIMILIANS-MAXIMILIANS-MAXIMILIANS-MAXIMILIANS-MAXILIAN-MAXIMILIANS-MAXIMILIANS-MAXIENIAN-MALINGIANS-MAXIMILIANS-MAXIMILIANS-MAXIMILIANS-MAXERIANS）。

收费的光学天线：Würzburg大学打破了新的地面

与ODENSE的南部丹麦大学（SDU）合作的JMU研究团队现已在调制光天线的调制方面迈出了重要的一步：它已成功实现了电气控制的调制，这为超快速的活动性等离子体体管灯提供了方向，因此可以显着更快地进行计算机芯片。实验已发表在《期刊》上科学进步。

团队没有试图改变整个谐振器，而是专注于更改其表面属性。这一突破是通过电气接触单个谐振器（一种由黄金制成的纳米棒）来实现的，这在概念上很简单，但只能借助基于氦离子束和金纳米晶体的复杂纳米化来实现。这种独特的制造方法已在Bert Hecht教授的指导下在JMU实验物理学（Biophysics）主席建立。具有锁定放大器的复杂测量技术对于检测对谐振器表面的小但显着影响至关重要。

研究负责人Thorsten Feichtner博士解释说：“我们使用的效果与法拉第笼的原理相当。就像由闪电在外面收集的汽车中的电子和内部的乘员是安全的一样，表面上的其他电子也会影响谐振器的光学特性。”

令人惊讶的量子效应

到目前为止，光天线几乎可以总是经常被古典描述：金属的电子只需在纳米颗粒的边缘停止，就像港口壁上的水一样。然而，温兹堡科学家进行的测量结果揭示了共振的变化，这些变化无法再用经典术语来解释：金属和空气之间的边界上的电子“涂抹”，导致柔软的渐变过渡，类似于海洋遇到的沙滩。

为了解释这些量子效应，SDU ODENSE的理论家开发了一个半古典模型。它将量子特性纳入表面参数，以便可以使用经典方法进行计算。该研究的第一作者解释说：“通过扰动表面的响应函数，我们结合了经典和量子效应，创造了一个统一的框架，以提高我们对表面效应的理解。”

具有巨大潜力的新研究领域

新模型可以重现实验，但是目前尚不清楚金属表面涉及的许多量子效应中的哪些。 Thorsten Feichtner说：“但是，通过这项研究，现在第一次有可能专门设计新天线并排除或放大个体量子效应。”

从长远来看，研究人员设想了更多的应用：较小的谐振器承诺具有高效率的光学调节器，可以在技术上使用。另外，还可以通过介绍的系统研究表面电子在催化过程中的影响。这将为能源转化和能源存储技术提供新的见解。