электрон инженеры из отделения Калифорнийского университета в Сантьяго использовали сверхматериалы для разработки первого в мире микроэлектронного прибора без полупроводникового и фотоуправляемого лазера, работающего только на низковольтных и маломощных лазерах.электропроводность в 10 раз выше, чем обычно.Эта технология позволяет производить более быстрые и мощные микроэлектронные приборы и, как ожидается, позволит производить более эффективные панели солнечных батарей.

В конечном счете характеристики существующих традиционных микроэлектронных приборов (например, транзисторов) ограничиваются характеристиками их компонентов.например, свойства самого полупроводника ограничивают электропроводность или электронный поток в устройстве.Потому что полупроводник имеет так называемые полостные щели, что означает, что необходимо ввести некоторую внешнюю энергию, чтобы электрон перескакал через полость.Кроме того, электронная скорость также ограничена, поскольку при прохождении электронов через полупроводники они всегда сталкиваются с атомами внутри полупроводника.

Группа по прикладной электромагнетике, возглавляемая профессором электротехники Дэном сивенпипером (Dan Sievenpiper), Калифорнийский университет, Сантьяго (UC San Diego), изучила ограничения, связанные с использованием свободных электронов вместо полупроводников для преодоления ограничений в области традиционной электроники.Первый автор исследования Ибрагим форати заявил: " Мы надеемся, что эта цель будет достигнута на микроуровне. "

Однако процесс высвобождения электронов из материалов является сложным.этот процесс требует либо применения высоковольтных (по меньшей мере 100 вольт) и мощных ультрафиолетовых лазеров, либо высоких температур (более 1000 градусов по Фаренгейту), что является нереалистичным на микро - и нанотехнологических электронных устройствах.

изображение растрового электронного микроскопа (SEM) без полупроводникового микроэлектронного прибора (слева и вверх) и его золотой поверхности (справа, снизу)

для решения этой задачи Группа "West Piper" разработала фотоэмиссионный микроскоп, способный высвободить электроны из материалов, и требования в отношении условий их высвобождения являются низкими.

Этот прибор состоит из кремниевой подложки, запирающего слоя диоксида кремния и верхней инженерной поверхности " суб - поверхность. " поверхность очков состоит из параллельных золотых (золотых) массивов и грибовидной нанотехнологической решетки.

металлографическая поверхность предназначена для производства " горячая точка " при одновременном применении низковольтных (менее 10 вольт) и низкомощных инфракрасных лазеров возникает высокоинтенсивное электрическое поле.Эти " горячая точка " достаточно энергии " тянуть " электроны выпускаются из металла, а свободные электроны - из металла.

Результаты испытаний приборов показали, что удельная проводимость увеличилась в 10 раз.Ибрагим сказал: " это значит, что вы можете контролировать больше свободных электронов. "

западный Пайпер говорит: " Конечно, это не может заменить все полупроводниковые приборы, но для некоторых конкретных приложений это может быть лучшим решением, например, высокочастотными или мощными. "

По словам исследователей, в настоящее время Au Superprior является лишь доказательством концептуального дизайна.для различных типов микроэлектронных приборов необходимы различные конструкции и оптимизация поверхности.По словам исследователей, следующим шагом является понимание возможности расширения этих средств и ограничений, связанных с их характеристиками."

В дополнение к электронным приложениям Группа изучает и другие виды применения этой технологии, такие, как фотохимия, фотокатализ и т.д., в целях внедрения новых фотоэлектрических приборов или экологических приложений.