Laserpuls doet isolator geleiden

Decennialang diende siliciumdioxide in de IC-industrie als het isolerende materiaal bij uitstek, maar nu blijkt het toch te kunnen geleiden. Slechts een fractie van een seconde, en alleen dankzij een laserpuls, maar toch. De ultrakorte levensduur van de geleidende toestand heeft mogelijk een interessante toepassing: een transistor die duizenden keren sneller schakelt dan een state-of-the-art elektrische.

In Nature beschrijven onderzoekers van het Max Planck Institute for Quantum Optics wat er gebeurt als er een zeer korte, maar zeer intense laserpuls valt op een vijftig nanometer breed stukje siliciumdioxide tussen gouden elektrodes. Het elektrisch veld van de puls verkleint de bandgap van siliciumdioxide en zet tevens elektronen in beweging, resulterend in een meetbaar stroompulsje.

Vervolgens toonden de Duitsers aan dat deze twee gebeurtenissen onafhankelijk van elkaar plaatsvinden. Zij schoten twee verschillende pulsen op het siliciumdioxide: een zodanig gepolariseerd dat hij de bandstructuur kan beïnvloeden maar geen beweging richting elektrodes kan induceren, en een die wel de juiste polarisatie heeft om beweging in gang te trekken maar niet voldoende energie om de bandgap te veranderen. Onafhankelijk van elkaar leveren deze pulsen geen stroompje op, maar als de laagenergetische puls kort op de bandgapveranderende volgt, slaat de ampèremeter wel uit.