来自马克斯·普朗克学会的弗里茨·哈伯研究所和柏林洪堡大学的一组研究人员发现，半导体可以比以前想象的更容易，更快速地被光转换为金属。这一发现可以提高处理速度并简化许多常见技术设备的设计。

今天使用的许多技术都依赖于晶体管。它们连接构成这些设备的许多材料，对于任何类型的数据处理都是必不可少的。由于晶体管非常重要，因此科学家和工程师长期以来一直在尝试通过修改其材料特性来对其进行优化，以便可以更灵活地使用它们。现在，由马克斯·普朗克学会的弗里茨·哈伯研究所和柏林洪堡大学的一组研究人员找到了实现该目标的重要线索。

晶体管通常由半导体，导电材料制成，但导电性不如金属。在普通的晶体管中，几种半导体结合在一起以控制电流。不幸的是，这限制了内置设备的性能和尺寸。弗里兹·哈伯研究所（Fritz Haber Institute）负责这项研究的柏林洪堡大学教授朱莉娅·斯特勒（JuliaStähler）说：“从根本上讲，只有一种材料可以在需要时完成所有工作，这是理想的。”

尽管可以通过称为“掺杂”的化学过程来改变半导体的导电性，但是这种将半导体原子替换为其他原子的技术仍然存在局限性。材料的属性可以更改，但将永久保留。研究人员正在寻找一种可以在不同特性之间切换的材料。朱莉娅·史塔勒（JuliaStähler）的小组找到了以下问题的答案：光。

参与这项研究的科学家已经研究了流行的半导体氧化锌，并发现通过用激光照射它，半导体表面可以变成金属，然后又变成金属。这种“光掺杂”是通过光激发实现的：光会改变电子特性，从而电子突然自由移动，电流可以像在金属中一样流动。一旦关掉灯，材料也会迅速回到半导体。

“这一机制是一个全新的，令人惊讶的发现，”主要作者兼博士学位的Lukas Gierster说。Stähler小组的学生。“特别是有三件事使我们感到惊讶：第一，尽管光和化学掺杂的机理根本不同，但它们的表现却非常相似；第二，在非常低的激光功率下可以实现巨大的变化；第三，开关金属会发生。迅速地。”

转换为金属仅需20飞秒，即十亿分之一秒的20百万分之一。半导体的重新形成速度尤其惊人，因为它比以前的研究要快几个数量级。换句话说，光是一种超快的开关，它具有将氧化锌的半导体特性可逆地改变为金属特性的作用力。

通过提高处理速度和简化设备设计，这一发现对于高频设备应用和超快光控晶体管可能是非常有益的。JuliaStähler说：“我们的电子产品可能变得更快，从而变得更智能。低功率，超快速的导电特性切换将为我们提供高速和设计灵活性。” 她和她的小组相信，对于其他半导体材料也是如此，因此他们的发现可能不仅限于氧化锌。