エ カリフォルニア大学サンディエゴのNGineersは、低電圧で低電力のレーザによってのみ励起された世界と第1の半導体フリー、光制御マイクロ電子デバイスを開発するためにメタマテリアルを使用した。導電率は従来より10倍高い。この技術は、より高速で高出力のマイクロ電子デバイスの製造に資するものであり、より効率的なソーラーパネルを製造することが期待されている。

トランジスタのような既存の従来のマイクロ電子デバイスの性能は、最終的に、それらの構成材料の性能によって制限される。例えば、半導体自体の性質は、デバイスの導電性または電子の流れを制限する。半導体は所謂バンドギャップを有しているので、電子がバンドギャップを通り抜ける原因となるいくつかの外部エネルギーが必要であることを意味する。また、電子が半導体を通過するとき、それらは常に半導体内部の原子と衝突するので、電子速度も制限される。

UCサンディエゴの電気工学の教授であるDan Sievenpiperによって導かれた応用電磁気グループは、従来のエレクトロニクスの限界を克服するために、宇宙空間の電子をREPLAY & CHECHARE 101に使うことを制限した。Ebrahim Forati（研究の最初の著者）は言いました： " そして、我々は、マイクロレベルでそれを達成することを望む。 "

しかし、材料から電子を放出するプロセスは、挑戦的です。このプロセスは、高電圧（少なくとも100ボルト）および高出力UVレーザの適用を必要とするか、または、非常に高い温度（1000度以上の華氏）を必要とする。そして、それはミクロンおよびナノスケール電子デバイスにおいて、実際的でない。

半導体フリーマイクロエレクトロニックデバイス（左上）とそのAu表面（右上，下）の走査型電子顕微鏡（SEM）画像

この課題に対処するために、ウェストパイパーチームは、材料から電子を放出することができる光放射性のマイクロデバイスを設計し、リリース条件は要求されない。

デバイスは、シリコン基板、二酸化シリコン障壁、およびその上に設計された表面からなる " メタフェース " 眼鏡の表面は、Au（金）アレイの平行ストリップとその上のキノコ状のAuナノ構造アレイからなる。

Auメタ表面は、生産するように設計されています " ホットスポット " DC低電圧（10ボルト未満）と低出力赤外線レーザーを同時に印加するとき、高強度の電場で。これら " ホットスポット " そのエネルギーは十分だ " プル " 電子は金属から出て自由電子を放出する。

デバイステスト結果は、その導電率が10倍増加することを示します。イブラヒムは言った。 " これは、より自由な電子を制御できることを意味します。 "

ウェスタンパイパーは言った。 " もちろん、これはすべての半導体デバイスに取って代わらないが、いくつかの特定の用途においては、これは高周波数または高出力デバイスのような最良の解決策であり得る。 "

研究者によると、現在のAu超優良表面は、概念設計の証明だけです。マイクロ電子デバイスの異なるタイプのために、異なる超表面設計および最適化が必要である。研究者たちは、次のステップはこれらのデバイスのスケーラビリティを理解し、性能を制限することである。”

電子応用に加えて、チームは、新しい光起電装置または環境アプリケーションを達成するために、光化学、光触媒などのような技術の他の応用を探求している。