E Inženýři na Kalifornské Univerzitě v San Diegu používali metamateriály k rozvoji světa\35;39;prvního polovodičového, světelně řízeného mikroelektronického zařízení, které bylo jen vzrušeno nízkonapěťovými, nízkoenergetickými lasery.vodivost je desetkrát vyšší než konvenční.Tato technologie napomáhá výrobě rychlejších mikroelektronických zařízení s vyšším výkonem a očekává se, že budou vyrábět efektivnější solární panely.

Výkonnost stávajících konvenčních mikroelektronických zařízení, jako jsou tranzistory, je nakonec omezena výkonem jejich základních materiálů.Například povaha polovodiče sama omezuje vodivost nebo elektronový tok zařízení.Vzhledem k tomu, že polovodiči mají tzv. pásmovou mezeru, znamená to, že některé vnější energie je třeba použít, aby elektrony skákaly přes pásmovou mezeru.Navíc je elektronová rychlost také omezena, protože když elektrony procházejí polovodičem, vždy se střetnou s atomy uvnitř polovodiče.

Applied Electromagnetics Group, vedená Danem Sievenpiperem, profesorem elektrotechniky na UC San Diego, zkoumala omezení používání volných elektronů pro replaci& a 351; polovodiče k překonání omezení tradiční elektroniky.Ebrahim Forati, první autor studie, řekl: " A doufáme, že toho dosáhneme na mikroúrovni. "

Nicméně, proces uvolňování elektronů z materiálů je náročný.Tento proces vyžaduje buď použití vysokého napětí (alespoň 100 voltů) a vysoce výkonného UV laseru, nebo vyžaduje extrémně vysoké teploty (přes 1000 stupňů Fahrenheit), což je nepraktické na mikron a nanoměřítku elektronických zařízení.

Snímání elektronového mikroskopu (SEM) obrazu polovodičového mikroelektronického zařízení (nahoře vlevo) a jeho povrchového povrchu (vpravo nahoře, dole)

Aby se s touto výzvou vypořádali, navrhl tým West Piper fotoemisivní mikro-zařízení, které může uvolnit elektrony z materiálu, a podmínky uvolnění jsou méně náročné.

Zařízení se skládá z křemíkového substrátu, z bariéry oxidu křemičitého a z zkonstruovaného povrchu, na kterém se říká " metapovrch. " Povrch brýlí se skládá z paralelních pásů Au (Gold) array a houbovitých au nanostructure pole na nich.

Povrch Au Meta je navržen tak, aby produkoval " horká místa " při současném použití stejnosměrného nízkého napětí (méně než 10-volt) a nízkoenergetických infračervených laserů.Tyto " horká místa " Energie je dost na " zatáhnout " elektrony z kovu uvolňují volné elektrony.

Výsledky zkoušek zařízení ukazují, že jeho vodivost se zvyšuje o desetkrát.Ibrahim řekl: " To znamená, že můžete ovládat více volných elektronů. "

Západní Piper řekla: " Samozřejmě, že to nenahrazí všechna polovodičová zařízení, ale pro některé specifické aplikace to může být nejlepší řešení, jako je vysoká frekvence nebo vysoká energetická zařízení. "

Podle badatelů je současný au super-nadřazený povrch pouze důkazem konceptu.Pro různé typy mikroelektronických zařízení jsou zapotřebí různé super-povrchové konstrukce a optimalizace.Výzkumníci říkají, že dalším krokem je porozumět škálovatelnosti těchto zařízení a omezením jejich výkonu.strana 8221;

Kromě aplikací v oblasti elektroniky tým zkoumá i jiné aplikace technologie, jako je fotochemie, fotoatalýza atd., aby dosáhl nových fotovoltaických zařízení nebo aplikací v oblasti životního prostředí.