EIngeniører ved University of California San Diego brugte metalmaterialer til at udvikle verden.'s første halvleder-fri, lys-en kontrolleret mikroelektronisk enhed, der kun var spændt af lave-spænding, lav-Lasere med strøm.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.Fordi halvledere har en sådan-Dette betyder, 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 Elektromagnetics Group, ledet af Dan Sievenpiper, en professor i elektroteknik i UC San Diego, udforskede begrænsningerne ved at bruge rumfrie elektroner til at genplanteehalvledere 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 halvleder-frit mikroelektronisk udstyr (øverst til venstre) og dets overfladiske overflade (øverst til højre, lavere)

For at klare denne udfordring designede West Piper-holdet et foto.-mikroemissive 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 en paddehat-som Au nanostruktur array der.

Au Meta-overfladen er beregnet til at producere"hot spots"med højt-elektriske intensitetsfelter ved anvendelse af DC-lav spænding (mindre end ti volt) og lav-Magt infrarøde lasere samtidigt.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, den nuværende au super-overfladen er kun et bevis-af-udformning af koncept.For forskellige typer mikroelektroniske apparater, forskellige superenheder-Der er behov for overfladekonstruktioner og optimeringer.Forskerne siger, at det næste skridt er at forstå disse anordningers skalerbarhed og deres præstationsbegrænsninger.

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