E San Diegon yliopiston engineerit käyttivät metamateriaaleja kehittääkseen maailman \ 35;39; ensimmäinen puolijohdematon, kevyt-ohjattu mikroelektroninen laite, joka oli innostunut vain matalajännitteisistä, matalatehoisista lasereista.Johtavuus on kymmenen kertaa suurempi kuin tavanomainen.Tämä teknologia edistää nopeampien, korkeamman tehon omaavien mikroelektronisten laitteiden valmistusta ja sen odotetaan tuottavan tehokkaampia aurinkopaneeleja.

Olemassa olevien tavanomaisten mikroelektronisten laitteiden, kuten transistorien, suorituskykyä rajoittaa viime kädessä niiden materiaalien suorituskyky.Esimerkiksi puolijohteen luonne itsessään rajoittaa laitteen johtavuutta tai elektronien virtausta.Koska puolijohteilla on niin sanottu kaistaaukko, tämä tarkoittaa, että joitakin ulkoisia energiaa on käytettävä, jotta elektronit hyppäävät läpi taajuuskuilu.Lisäksi elektronin nopeus on myös rajoitettu, koska kun elektronit kulkevat puolijohteen läpi, ne aina törmätään atomien kanssa puolijohde.

Sovellettu sähkömagneettiryhmä, jota johtaa Dan Sievenpiper, joka on UC San Diegon sähkötekniikan professori, selvitti avaruusvapaiden elektronien käytön rajoituksia, jotta ne voisivat toistaa\ 35; 101; puolijohteita perinteisten elektroniikan rajallisuuden poistamiseksi.Ebrahim Forati, ensimmäinen kirjoittaja tutkimuksen, sanoi: " Ja toivomme, että voimme saavuttaa sen mikrotasolla. "

Elektronien vapautuminen materiaaleista on kuitenkin haastavaa.Tämä prosessi joko edellyttää suurjännitettä (vähintään 100-voltti) ja korkeatehoista UV-laseria tai vaatii erittäin korkeita lämpötiloja (yli 1000-asteinen Fahrenheit), mikä on epäkäytännöllistä mikron ja nanomittakaavan elektronisissa laitteissa.

puolijohdemattoman mikroelektronisen laitteen (ylhäältä vasemmalle) ja Aun pinnallisen pinnan (ylempi oikea, alempi) skannauselektroninen mikroskooppi (SEM)

Tämän haasteen ratkaisemiseksi West Piper-tiimi suunnitteli valokuva-emissiivisen mikrolaitteen, joka voi vapauttaa elektroneja materiaalista, ja vapautus ehdot ovat vähemmän vaativia.

Laite koostuu pii-substraatista, piidioksidiesteestä ja keinotekoisesta pinnasta, jonka pinnalla on tehty rakenne, jonka päällä on " Metasurface. " Silmälasien pinta koostuu rinnakkaisesta nauhasta, jossa on Au (kulta) areenat, ja sienimäisestä Au-nanostruktion mallista.

Au Metan pinta on suunniteltu tuottamaan " kuumat paikat " joissa on korkeatehoiset sähkökentät, kun käytetään samanaikaisesti tasavirtajännitettä (alle 10-voltti) ja vähätehoisia infrapunasätereitä.Nämä " kuumat paikat " Energia on tarpeeksi, että " Vedä " elektronit ulos metallista, vapauttaen vapaita elektroneja.

Laitteen testin tulokset osoittavat, että sen johtavuus kasvaa kymmenen kertaa.Ibrahim sanoi: " Tämä tarkoittaa, että voit hallita enemmän vapaita elektroneja. "

Western Piper sanoi: " Tämä ei tietenkään korvaa kaikkia puolijohdekomponentteja, mutta joillekin erityisille sovelluksille tämä voi olla paras ratkaisu, kuten korkea taajuus tai suurtehoiset laitteet. "

Tutkijoiden mukaan nykyinen Au super-ylivoimainen pinta on vain todiste-konsepti suunnittelu.Erilaisten mikroelektronisten laitteiden osalta tarvitaan erilaisia pinta- ja optimointimalleja.Tutkijoiden mukaan seuraava askel on ymmärtää näiden laitteiden laajennettavuus ja niiden suorituskyvyn rajoitukset.–

Sen lisäksi, että elektroniikka sovelluksia, ryhmä tutkii muita sovelluksia teknologian, kuten fotokemia, fotosatolyysi, jne., jotta voidaan saavuttaa uusia aurinkosähkö laitteet tai ympäristösovelluksia.