ElectrónIngenieros de la Universidad de California, San Diego, usan metamateriales para desarrollar el mundo'Primer Semiconductor-Libre, fácil-Un dispositivo microelectrónico controlado sólo por excitación de baja tensión-Tensión, baja-Láser de potencia.La conductividad eléctrica es 10 veces mayor que la tradicional.Esta tecnología es beneficiosa para la fabricación de Dispositivos microelectrónicos más rápidos y potentes, y se espera que produzca paneles solares más eficientes.

El rendimiento de los Dispositivos microelectrónicos tradicionales existentes, como los transistores, se ve limitado en última instancia por las propiedades de sus materiales constituyentes.Por ejemplo, las propiedades del propio Semiconductor limitan la conductividad eléctrica o el flujo electrónico del dispositivo.Porque los semiconductores tienen un-Las llamadas brechas de banda significan que se necesita energía externa para hacer que los electrones transiten a través de las brechas de banda.Además, la velocidad de los electrones también está limitada, ya que cuando los electrones pasan a través de un semiconductor, siempre colisionan con átomos dentro del Semiconductor.

El equipo de electromagnetismo aplicado, dirigido por dan Severn Piper, Profesor de ingeniería eléctrica de la Universidad de California, San Diego, exploró las limitaciones del uso de electrones libres espaciales en lugar de electroneseLos semiconductores superan las limitaciones de la electrónica tradicional.Ibrahim forati, autor principal del estudio, dijo:"Esperamos lograrlo a nivel microeconómico."

Sin embargo, el proceso de Liberación de electrones del material es desafiante.El proceso requiere la aplicación de láseres UV de alta tensión (al menos 100 voltios) y alta potencia, o temperaturas extremadamente altas (más de 1000 grados Fahrenheit), lo que no es práctico para dispositivos electrónicos a escala de micrones y nanómetros.

Imagen del microscopio electrónico de barrido (SEM) de semiconductores-Dispositivos microelectrónicos libres (arriba a la izquierda) y sus superficies de Oro (arriba a la derecha, abajo)

Para hacer frente a este desafío, el equipo de sipper diseñó una foto-Microemisión-Los dispositivos que pueden liberar electrones de los materiales requieren condiciones de Liberación más bajas.

El dispositivo consiste en un sustrato de silicio, una barrera de sílice y una superficie de ingeniería en la parte superior."Subsuperficie."La superficie de las gafas consiste en una matriz paralela de oro y un hongo.-Como una matriz de nanoestructuras de oro.

Diseño de la superficie del elemento oro para la generación"Punto caliente"Alto-Intensidad del campo eléctrico a baja tensión DC (menos de 10 voltios) y baja tensión-Mientras tanto, el láser infrarrojo se alimenta.Estos"Punto caliente"Energía suficiente"Pull"Los electrones se liberan del metal, liberando electrones libres.

Los resultados de las pruebas muestran que la conductividad eléctrica del dispositivo aumenta 10 veces.Ibrahim dijo:"Esto significa que usted puede controlar más electrones libres."

West Piper dijo:"Por supuesto, esto no sustituye a todos los dispositivos semiconductores, pero puede ser la mejor solución para ciertas aplicaciones específicas, como dispositivos de alta frecuencia o alta potencia."

Según los investigadores, Huang jinchao-La superficie superior es sólo una prueba-Pertenecer-Diseño conceptual.Para diferentes tipos de Dispositivos microelectrónicos, diferentes superdispositivos-El diseño de la superficie y la optimización son necesarios.El siguiente paso, dicen los investigadores, es entender la escalabilidad y las limitaciones de rendimiento de estos dispositivos.

Además de las aplicaciones electrónicas, el equipo también está explorando otras aplicaciones de la tecnología, como la fotoquímica, la Fotocatálisis, etc., para lograr nuevos dispositivos fotovoltaicos o aplicaciones ambientales.