超快电子的飞秒电子束探针

作者

马克西米利安·马特斯,米哈伊尔·沃尔科夫 & 彼得·鲍姆

摘要

对更快的信息处理的需求需要以接近太赫兹和拍赫兹的频率运行的超小型设备。对于此类设备的诊断，研究人员需要一种时空工具，在速度和空间分辨率上都超过被测设备。因此，这种工具不能由电子设备本身提供。在这里，我们展示了具有太赫兹压缩电子脉冲的超快电子束探针如何在正常工作条件下以飞秒、微米和毫伏分辨率直接感知电子设备中的局部电磁场。我们分析了共面波导电路的动态响应，并直接在时域中揭示了脉冲响应、信号反射、衰减和波导色散。演示的测量带宽达到10 THz，对电势的灵敏度为数十毫伏或−20 dBm。飞秒时间分辨率以及将我们的技术直接集成到半导体行业现有电子束检测设备中的能力，使我们的飞秒电子束探针成为以前所未有的速度和尺寸研究和开发下一代电子产品的有前途的工具。