E.Artilheiros Da Universidade Da Califórnia San Diego usaram metamateriais para desenvolver o mundo.'Primeiro semicondutor-Livre, leve-Dispositivo microelectrónico controlado que só era Animado por baixo-Tensão Baixa-Lasers de energia.A condutividade é Dez vezes maior do que a convencional.Esta tecnologia é conducente Ao Fabrico de dispositivos microelectrónicos de potência Mais rápidos e Mais elevados e espera-se que produzam painéis Solares Mais eficientes.

O desempenho DOS actuais dispositivos microelectrónicos convencionais, Como OS transístores, é, EM última análise, limitado pelo desempenho DOS seus materiais constituintes.Por exemplo, a natureza do próprio semicondutor limita a condutividade Ou o fluxo de elétrons do dispositivo.Porque semicondutores têm um assim-Chamada lacuna Da banda, isto significa que alguma Energia externa Precisa ser aplicada para causar elétrons a saltar através Da Abertura Da banda.Além disso, a Velocidade DOS elétrons também é Limitada porque Quando OS elétrons passam pelo semicondutor, eles sempre colidem com átomos Dentro do semicondutor.

O Grupo Eletromagnético Aplicado, liderado por Dan Sievenpiper, um Professor de engenharia elétrica Da UC San Diego, explorou as limitações do USO de elétrons livres de espaço para replantare.Semicondutores para ultrapassar as limitações Da electrónica tradicional.Ebrahim Forati, o primeiro autor do estudo, disse:"E esperamos conseguir isso no nível micro."

No entanto, o processo de liberação de elétrons de materiais é desafiador.Este processo requer a aplicação de UMA Alta tensão (pelo Menos 100-volts) e um laser ultravioleta de Alta potência, ou requer temperaturas extremamente Altas (mais de 1000 Graus Fahrenheit), o que é impraticável EM dispositivos eletrônicos de micron e nanoescala.

Imagem de microscópio electrónico de varredura (SEM) de um semicondutor-Dispositivo microelectrónico Livre (superior esquerdo) e SUA superfície Au superficial (superior direita, inferior)

Para lidar com este desafio, a equipe Da West Piper projetou UMA foto-Micro emissivo-Dispositivo que Pode libertar elétrons do material, e as condições de liberação são Menos exigentes.

O dispositivo consiste EM um substrato de silício, UMA barreira de dióxido de silício, e UMA superfície projetada EM CIMA Da qual é Chamada de"Metasuperfície."A superfície DOS óculos consiste de UMA Tira paralela de matrizes Au (ouro) e um cogumelo-Como Au nanostructure array thereon.

A superfície Au Meta FOI concebida para produzir"Pontos quentes"Com Alta-Campos elétricos de intensidade Ao aplicar DC Baixa tensão (inferior a Dez volts) e Baixa-Lasers infravermelhos de Energia simultaneamente.Estes"Pontos quentes"A Energia é suficiente para"Puxar"Os elétrons fora do metal, liberando elétrons livres.

Os resultados DOS testes do dispositivo mostram que a SUA condutividade é aumentada Dez vezes.Ibrahim disse:"Isto significa que você Pode controlar Mais elétrons livres."

A Western Piper disse:"Claro que isso não substituirá todos OS dispositivos semicondutores, MAS para algumas aplicações específicas, esta Pode ser a Melhor solução, Como Alta frequência ou dispositivos de Alta potência."

De acordo com OS pesquisadores, o atual Au super-Superfície superior é apenas UMA Prova-De-Concepção de conceito.Para diferentes tipos de dispositivos microeletrónicos, diferentes super-Projetos de superfície e otimizações são necessários.Pesquisadores dizem que o próximo Passo é entender a escalabilidade desses dispositivos e as limitações de SEU desempenho. ”

Além de aplicações eletrônicas, a equipe está explorando outras aplicações Da tecnologia, tais Como fotoquímica, fotocatalise, etc., a FIM de alcançar novos dispositivos fotovoltaicos ou aplicações ambientais.