量子电子学的新突破_单电子泵.pdfVIP

第39卷，第6期 激光与光电子学进展 Vol.39,No.6 2002年6月 June 2002 亮，即使它们具有足够的输出功 670nm的铟镓砷磷高功率列阵出 统 。 率，也不足以抽运钛宝石。钛宝石 现以后，这种材料系统又受到关 其他掺铬电子振动材料在近 相对低的受激辐射截面要求比通 注，因其波长处于紫翠宝石的主 红外区有很宽的调谐范围,作为可 常所用的抽运光束 （例如二极管 抽运带内。 能的二极管抽运可调谐源已引起 抽运固体激光器）聚焦要小得 紫翠宝石有些特性使其成为 相当大的研究注意。这些材料包 多。 有吸引力的激光材料，包括能态 括1200~1350nm的镁橄榄石和 然而，这些限制并不适用于 寿命为260 s（对使用Q开关很 750~900nm间的 此 几种掺铬电子振动晶体，最突出 合适）。二极管抽运紫翠宝石激光 处掺铬而非铈)。然而，InGaAsP二 3+ 的是紫翠宝石 （Cr∶BeAlO）， 器已有商品， 调谐范围为 极管列阵还需要相当大的改进， 2 3 闪光灯抽运紫翠宝石激光器已出 720~800nm，功率为几十毫瓦。据 其可靠性才能与用以二极管抽运 现好几年，但其应用有限，因为输 报道，联合信号公司已投资1亿美 固体激光器的AlGaAs列阵的可靠 出波长有热和自吸收问题。在 元以上，发展紫翠宝石激光系 性相比。 （咏 涛编译） 量子电子学的新突破——单电子泵 电子器件的小型化和运作速 物理部发明的一种器件，现正用 极 （岛）构成，岛通过起隧道 度的增长是20世纪科技最引人注 在计量应用，以传输在单电子水 势垒作用的薄绝缘层与电荷储存 目的成就之一。现在已拥有包括 平的可控电量。但是，用于制作 电极相连。隧道势垒绝缘能力足 数十亿个晶体管的计算机芯片， 这种器件的技术与用于计算机处 够，可保持岛上电荷的量子化，岛 能在几十亿分之一秒内完成一次 理器和存储器中的硅技术大不相 象被完美的绝缘体包围。同时势 操作。过去几十年间性能上的恒 同 。 垒又足够透明，允许电子通过。在 定增长将来还会继续吗？这个问 在传统的数字式电子元件 电荷储存电极和门电极间施加门 题现在还没有明确的答案，不过 中，先由纯度非常高的硅晶体制 电压U，使岛发生静电感应。 芯片开发人员已开始感到各种基 成基片，将极大量的组件在基片 这个简单的系统用岛中的剩 本限制带来的压力。一个重要限 上集成为单个芯片。因为硅原子 余电荷量子数n来表征 （在此先 制是芯片单位面积消耗的功率量。 在整个基片上规则排列，制作电 设定：如剩余的是电子，则n为 每当一位数据在计算机中倒 路时涉及的蚀刻、氧化和渗透过 正，如剩余的是空穴，则n为 向时，表达该数据位的电量就必 程都能保持均匀，并可精确控制。 负）。电荷量子数受两个相反作用 须通过有电阻的导线。在更紧密 相比之下，在用于单电子泵的天 支配。一方面，n应选择使系统总 封装的芯片上进行更快速的信息