Quando lavoriamo con i nostri dispositivi tecnologici, quali smartphone, PC e tablet, spesso ci lamentiamo del fatto che i device subiscano dei rallentamenti software, che si traducono in termini tecnici in lentezza nello scambio dell’informazione a livello hardware. La conduzione elettrica gioca un ruolo fondamentale nelle performance di un dispositivo.

La velocità di trasmissione

Al momento, i componenti elettronici più veloci, i transistor, presenti in massa nei nostri laptop, possono trasportare le informazioni nell’ordine dei picosecondi, ovvero \(10^{-12}\) secondi. Essendo abituati a ragionare in termini dei secondi, ci può sembrare un numero estremamente piccolo, ma non lo è se le operazioni da fare al calcolatore diventano complesse e lunghe. Diventa quindi importante trovare nuovi materiali in grado di garantire velocità ancora più elevate.

Transistor e conduzione elettrica
Transistor
Credits: turbosquid.com

Lo studio dell’Universität Konstanz

I fisici dell’Universität Konstanz, in Germania, sono stati in grado di commutare correnti in tempi circa 6000 volte più rapidi del picosecondo, arrivando quindi al di sotto del cosiddetto femtosecondo. Questo risultato è stato ottenuto manipolando gli elettroni con onde luminose appositamente realizzate e prodotte da un laser ultraveloce. I risultati della ricerca sono stati pubblicati sulla rivista Nature.

L’importanza delle nanostrutture

Un ruolo chiave in questo esperimento viene giocato dalle nanostrutture, poiché consentono di ridurre la dimensione dello spazio lineare intorno al quale generare il campo elettrico. Il laser utilizzato per emettere gli impulsi luminosi poteva produrre cento milioni di impulsi di luce ogni secondo. Tali impulsi generavano la corrente nel nanomateriale, che nel caso specifico era un’antenna d’oro a forma di papillon.

Un passo oltre il silicio?

Questo rivoluzionario studio sperimentale pone delle questioni sulla tecnologia convenzionale dei transistor al silicio. La nuova sfida per la ricerca sarà quella di stabilizzare il processo creato dai ricercatori tedeschi, cercando nanostrutture, implementabili nei dispositivi elettronici di uso comune, che siano in grado di gestire gli impulsi luminosi a velocità prossime a quelle della luce.