E. Os engenheiros Da Universidade Da Califórnia de San Diego usaram metamateriais para desenvolver o Mundo \\\\\\\\\\\\ 80;39;s primeiro dispositivo microelectrónico semi-condutor, controlado PELA luz, que s ó era Animado por lasers de Baixa tensão e de Baixa potência.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.Como OS semicondutores têm UMA Chamada lacuna Da band a, isso 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 replantar o \ Baa35; 101; semicondutores para superar as limitações Da eletrônica 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 do microscópio electrónico de digitalização (SEM) de um dispositivo microelectrónico SEM condutor (superior esquerdo) e Da SUA superfície Au superficial (superior direito, inferior)

Para lidar com este desafio, a equipe Da West Piper projetou um micro-dispositivo fotoemissivo que Pode liberar 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 espetáculos consiste de UMA faixa paralela de matrizes Au (ouro) e um conjunto semelhante a um cogumelo Au nano-estrutura.

A superfície Au Meta FOI concebida para produzir " Pontos quentes " Com Campos elétricos de Alta intensidade Ao aplicar simultaneamente lasers infravermelhos de Baixa tensão (menos de Dez volts) e de Baixa potência.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, a atual superfície Au super-superior é apenas um Projeto de Prova de conceito.Para diferentes tipos de dispositivos microeletrônicos, são necessários diferentes projetos e otimizações de supersuperfície.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.