Électronique Les ingénieurs de l'Université de Californie à San Diego ont utilisé des métamatériaux pour développer le premier dispositif microélectronique sans semi - conducteurs et à commande optique au monde, qui n'est excité que par des lasers à basse tension et à faible puissance.La conductivité électrique est 10 fois plus élevée que la conductivité conventionnelle.Cette technologie facilite la fabrication de dispositifs microélectroniques plus rapides et plus puissants et devrait produire des panneaux solaires plus efficaces.

Les propriétés des dispositifs microélectroniques traditionnels existants, tels que les transistors, sont finalement limitées par les propriétés de leurs matériaux constitutifs.Par exemple, les propriétés des semi - conducteurs eux - mêmes limitent la conductivité électrique ou le flux d'électrons d'un dispositif.Parce que les semi - conducteurs ont un soi - disant écart de bande, cela signifie qu'il faut appliquer une certaine énergie externe pour faire sauter les électrons au - dessus de l'écart de bande.De plus, la vitesse des électrons est limitée parce qu'ils entrent toujours en collision avec les atomes à l'intérieur du semi - conducteur lorsqu'ils traversent le semi - conducteur.

L'équipe d'électromagnétisme appliqué dirigée par Dan sieven Piper, professeur de génie électrique à l'Université de Californie à San Diego, a exploré les limites de l'utilisation d'électrons libres spatiaux pour remplacer les semi - conducteurs afin de surmonter les limites de l'électronique traditionnelle.Ibrahim folati, le premier auteur de l'étude, a déclaré: " Nous voulons y parvenir au niveau micro économique. "

Cependant, le processus de libération des électrons des matériaux est difficile.Ce procédé nécessite soit l'application de lasers ultraviolets à haute tension (au moins 100 volts) et à haute puissance, soit des températures extrêmement élevées (plus de 1000 degrés Fahrenheit), ce qui n'est pas pratique pour les appareils électroniques à l'échelle des microns et des nanomètres.

Image au microscope électronique à balayage (SEM) d'un dispositif microélectronique sans semi - conducteurs (en haut à gauche) et de sa surface d'or (en haut à droite, en bas)

Pour relever ce défi, l'équipe de West Piper a conçu un microdispositif à émission optique capable de libérer des électrons du matériau dans des conditions peu exigeantes.

Le dispositif se compose d'un substrat de silicium, d'une barrière de silice et d'une surface d'ingénierie supérieure. " Sous - surface. " La surface des lunettes est composée d'un réseau parallèle d'or (or) et d'un réseau de Nanostructures d'or en forme de champignon.

La surface de l'élément d'or est conçue pour produire " Points chauds " Lorsque des lasers à basse tension en courant continu (moins de 10 volts) et des lasers infrarouges de faible puissance sont utilisés simultanément, un champ électrique de haute intensité est généré.Ces " Points chauds " Assez d'énergie " Tirez! " Les électrons sont libérés du métal, libérant des électrons libres.

Les résultats des essais montrent que la conductivité électrique est 10 fois plus élevée.Ibrahim a dit: " Cela signifie que vous pouvez contrôler plus d'électrons libres. "

Western Piper a dit: " Bien sûr, cela ne remplace pas tous les dispositifs à semi - conducteurs, mais pour certaines applications spécifiques, cela pourrait être la meilleure solution, comme les dispositifs à haute fréquence ou à haute puissance. "

Selon les chercheurs, à l'heure actuelle, au super surface n'est qu'une preuve de conception conceptuelle.Pour différents types de dispositifs microélectroniques, différentes conceptions et Optimisations de supersurfaces sont nécessaires.Selon les chercheurs, la prochaine étape consiste à comprendre les limites de l'extensibilité et de la performance de ces appareils.""

En plus des applications électroniques, l'équipe explore d'autres applications de la technologie, comme la photochimie, la photocatalyse, etc., afin de réaliser de nouveaux dispositifs photovoltaïques ou des applications environnementales.