Технические науки

Фотоэмиссионный прибор будет работать без полупроводников

Метаповерхность созданного устройства

Nature.com

Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего создали управляемый с помощью оптического устройства микроэлектронный прибор, работающий без полупроводников. Результаты их работы были опубликованы в журнале Nature Communications.

Полупроводники могут ограничить электропроводность устройства из-за существования так называемой запрещенной энергетической зоны. Это значит, что полупроводникам нужна внешняя энергия, чтобы электроны проходили сквозь них. Однако поскольку электроны сталкиваются с атомами кристаллической решетки полупроводника, такая проходимость ограничена. Исследователи решили заменить полупроводники свободными в пространстве электронами, однако «освободить» их очень сложно. Для этого требуется или высокое напряжение (минимум 100 В) или же очень высокая температура (более 500⁰С). Такие технологии не применяются в микро- и наноразмерных электронных приборах.

Чтобы создать устройство, работающее без этих условий, ученые воспользовались метаматериалами. Метаповерхность устройства представляет собой золотые грибообразные наноструктуры, расположенные на параллельных друг другу золотых полосках. Под метаповерхностью располагаются кремниевые пластины, а между ними находится слой диоксида кремния.

«Конечно, эти устройства не заменят полупроводниковые приборы, но в определенных случаях они могут стать хорошей альтернативой», — сказал профессор Дэн Сивенпайпер, руководитель исследования.

Исследователи предполагают, что разработанная ими технология найдет применение в фотохимии и фотокатализе и сделает возможным создание новых видов электронных устройств.