E Ingeniører ved University of California San Diego brugte metalmaterialer til at udvikle verden-\ 35;39;første halvlederfri, lysstyrede mikroelektroniske enheder, der kun var spændt af lavspænding, laveffektlasere.Lederen er ti gange højere end den konventionelle.Denne teknologi er befordrende for fremstilling af hurtigere, højere mikroelektroniske mikroelektriske apparater og forventes at producere mere effektive solpaneler.

De eksisterende konventionelle mikroelektroniske enheders ydeevne, f.eks. transistorer, er i sidste ende begrænset af deres materialers ydeevne.F.eks. begrænser halvlederens natur sig selv til dets ledningsevne eller elektronstrøm.Da halvledere har en såkaldt båndkløft, betyder det, at der skal anvendes en vis ekstern energi for at få elektroner til at springe igennem båndkløften.Desuden er elektronhastigheden også begrænset, fordi elektroner, der passerer gennem halvlederen, altid kolliderer med atomer i halvlederen.

Den Applied Electrotemagnetics Group, ledet af Dan Sievenpiper, en professor i elektroteknik i UC San Diego, udforskede begrænsningerne ved at bruge rumfrie elektroner til at genplante- og FTU351; halvledere til at overvinde begrænsningerne i traditionel elektronik.Ebrahim Forati, den første forfatter til undersøgelsen, sagde: " Og vi håber at opnå det på mikroniveau. "

Men processen med at frigøre elektroner fra materialer er udfordrende.Denne proces kræver enten anvendelse af en højspænding (mindst 100 volts) og en højaktiv UV-laser, eller kræver ekstremt høje temperaturer (over 1000 grader Fahrenheit), hvilket er upraktisk på mikron- og nanoskala-elektroniske apparater.

Scanning elektronmikroskop (SEM) billede af en mikroelektronisk enhed (øverst til venstre) uden halvleder og dets overfladiske overflade (øverst til højre, lavere)

For at klare denne udfordring designede West Piper-holdet en fotoemissiv mikro-anordning, der kan frigøre elektroner fra materialet, og udslipsbetingelserne er mindre krævende.

Anordningen består af et substrat af silicium, en siliciumdioxidbarriere og en konstrueret overflade oven på, som kaldes en " metamfetamin. " Overfladen af brillerne består af en parallel strimmel af Au (guld) arrays og et paddehlignende Au nanostruktur array der.

Au Meta-overfladen er beregnet til at producere " hot spots " med elektriske felter med høj intensitet ved samtidig anvendelse af DC-lavspænding (under 10-volt) og laveffektinfrarøde lasere.Disse " hot spots " Energi er nok til " Træk. " elektronerne ud af metallet og frigør frie elektroner.

Resultaterne af enhedens test viser, at dets ledningsevne øges med ti gange.Ibrahim sagde: " Det betyder, at du kan kontrollere flere frie elektroner. "

Piper sagde: " Dette vil naturligvis ikke erstatte alle halvlederkomponenter, men for visse specifikke anvendelser kan dette være den bedste løsning, f.eks. højtfrekvente eller højtydende enheder. "

Ifølge forskerne er den nuværende Au super-overlegne overflade kun et bevis-for-konceptdesign.For forskellige typer mikroelektroniske apparater er der behov for forskellige superoverfladekonstruktioner og optimeringer.Forskerne siger, at det næste skridt er at forstå disse anordningers skalabilitet og deres præstationsbegrænsninger.8221

Ud over elektroniske applikationer undersøger holdet andre anvendelser af teknologien, f.eks. fotokemi, fotoatalyse osv., for at opnå nye fotovoltaiske anordninger eller miljøapplikationer.