Un nuovo studio pubblicato su Nature Photonics è stato realizzato da ricercatori del Dipartimento di Fisica del Politecnico di Milano in collaborazione con l’Istituto di Fotonica e Nanotecnologie del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR-IFN) e con centri di ricerca internazionali.
Obiettivo dello studio
Lo studio, guidato da Giulio Cerullo, professore ordinario del Dipartimento, utilizza impulsi di luce estremamente brevi per eseguire operazioni logiche ultrarapide.
I computer tradizionali funzionano grazie al movimento delle cariche elettriche all’interno dei transistor, un meccanismo che limita la velocità massima di elaborazione. Il nuovo approccio, invece, manipola direttamente lo stato degli elettroni nei materiali attraverso le oscillazioni del campo luminoso, consentendo di eseguire operazioni logiche a frequenze significativamente più elevate.
Come spiega Giulio Cerullo, grazie a impulsi laser ultrabrevi è possibile controllare gli stati quantistici della materia su scale temporali dell’ordine dei femtosecondi (milionesimi di miliardesimo di secondo), corrispondenti alle frequenze di oscillazione della luce.
Come sono stati condotti gli esperimenti
Alla base degli esperimenti vi è l’utilizzo di un semiconduttore bidimensionale, il disolfuro di tungsteno (WS₂), spesso pochi strati atomici.
Attraverso sequenze di impulsi laser della durata di pochi femtosecondi, i ricercatori sono riusciti ad accendere, spegnere e amplificare selettivamente segnali informativi, realizzando operazioni a frequenze superiori a 10 terahertz: oltre cento volte più elevate rispetto ai più avanzati dispositivi elettronici attuali. Questo risultato apre la strada a nuove tecnologie per l’elaborazione dell’informazione.
Il team di ricerca
Oltre a Giulio Cerullo, hanno contribuito al progetto i docenti Stefano Dal Conte e Margherita Maiuri, insieme ai ricercatori Francesco Gucci, Mattia Russo e Franco Camargo, quest’ultimo del CNR-IFN.
Lo studio completo è disponibile al seguente link.