E San Diego Ülikooli insenerid kasutasid maailma& 35;39 arendamiseks metamaterjale, mis olid esimesed pooljuhtvabad, kerge kontrolli all olevad mikroelektroonilised seadmed, mida erutasid ainult madalpinge- ja madalpingelaserid.Juhtivus on kümme korda kõrgem kui tavaline.See tehnoloogia soodustab kiiremate, suurema võimsusega mikroelektrooniliste seadmete tootmist ning eeldatavasti toodab see tõhusamaid päikesepaneele.

Olemasolevate tavaliste mikroelektrooniliste seadmete, nagu transistorid, toimivust piirab lõpuks ka nende materjalide toimivus.Näiteks pooljuht ise piirab seadise juhtivust või elektroni voolu. See tähendab, et seade ei ole juhitav.Kuna pooljuhtkonnal on nn sagedusvahe, tähendab see, et natuke välist energiat on vaja kasutada, et põhjustada elektronide hüpata läbi ribavahe.Lisaks on elektronkiirus ka piiratud, sest kui elektronid läbivad pooljuht, nad alati põrkuvad aatomid sees pooljuht.

Rakendusliku Elektromagnetilise ühenduse (Applied Electrometics Group) juht Dan Sievenpiper, kes on UC San Diego elektrotehnika professor, uuris ruumivabade elektronide kasutamise piiranguid, et replac&35101; pooljuhid, et ületada traditsiooniliste elektroonika piirangud.Ebrahim Forati, esimene autor uuringu, ütles: " Ja me loodame, et saavutame selle mikrotasandil. "

Siiski on elektronide vabastamine materjalidest keeruline protsess.See protsess kas nõuab kõrgepinge (vähemalt 100 volti) ja suure võimsusega UV-laseri kasutamist või nõuab äärmiselt kõrget temperatuuri (üle 1000 kraadi Fahrenheit), mis on mikro- ja nanoskaalal elektrooniliste seadmete puhul ebapraktiline.

Pooljuhtvabast mikroelektroonilist seadet (ülemine vasak) ja selle Au pindmine pind (ülemine parem, alumine) skaneeriv elektronmikroskoop (SEM)

Selle väljakutsega toimetulekuks kavandas West Piper'i meeskond fotoheitliku mikroseadme, mis suudab vabastada elektrone materjalist ja vabastamistingimused on vähem nõudlikud.

Seade koosneb räni substraadist, ränidioksiidi barjäärist ja kunstlikult valmistatud pinnast, mille peal seda nimetatakse " metasurface. " Prillide pind koosneb paralleelsest ribast, mis koosneb Au (kulla) massiividest ja seenelaadsest Au nanostruktuurist massiivist.

Au Meta pind on ette nähtud tootmiseks " kuumad kohad " alalisvoolu madalpinge (vähem kui 10-volt) ja madala võimsusega infrapunalaserite samaaegsel kasutamisel suure valgustugevusega elektriväljadega.Need " kuumad kohad " Energia on piisav, et " Tõmba " elektronid metalli seest, vabastades vabu elektrone.

Seadmetest saadud tulemused näitavad, et selle juhtivus suureneb kümnekordselt.Ibrahim ütles: " See tähendab, et sa saad kontrollida rohkem vabu elektrone. "

Western Piper ütles: " Loomulikult ei asenda see kõiki pooljuhtseadiseid, kuid mõne konkreetse rakenduse puhul võib see olla parim lahendus, näiteks kõrgsageduslikud või suure võimsusega seadmed. "

Teadlaste sõnul on praegune Au superparem pind vaid kontseptsiooni tõestus.Erinevate mikroelektrooniliste seadmete puhul on vaja erinevaid välispindade kujundusi ja optimeerimist.Teadlased ütlevad, et järgmine samm on mõista skaleeritavust nende seadmete ja piirangud nende jõudlust._

Lisaks elektroonikarakendustele uurib meeskond ka muid tehnoloogia rakendusi, näiteks fotokeemiat, fotokatalüüsi jne, et saavutada uusi fotogalvaanilisi seadmeid või keskkonnaalaseid rakendusi.