無半導體微電子器件(左上)及其上的Au超穎表面(右上，下)的掃描電子顯微鏡(SEM)圖像。

為了應對這一挑戰，西文皮珀團隊設計了一個可以從材料中釋放電子的光電放射微型器件，并且釋放條件并沒那么苛刻。

該器件由硅片基底、二氧化硅隔層以及頂部一層稱為“超穎表面”(metasurface)的工程表面組成。超穎表面由平行的條狀Au(金)陣列以及其上的蘑菇狀Au納米結構陣列組成。

Au超穎表面的設計目的是，當同時施加直流低電壓(低于10伏特)以及低功率紅外激光時，超穎表面會產生具有高強度電場的“熱點”(hot spots)，這些“熱點”的能量足以將電子從金屬中“拉”出來，從而釋放自由電子。

器件測試結果顯示，其導電率增強了10倍之多。易卜拉辛說：“這意味著可以操控更多的自由電子”。

西文皮珀說：“當然，這并不會取代所有的半導體器件，但是對于某些特定應用來說，這可能是最佳方案，比如高頻率或高功率器件等。”

研究者稱，目前這個特殊的Au超穎表面只是概念驗證性設計，針對不同類型的微電子器件，還需要進行不同超穎表面的設計及優化。研究者稱，下一步還需了解這些器件的擴展性以及其性能的局限性。”

除了電子器件應用方面，該團隊還在探索這項技術的其他應用，例如光化學，光催化等，以期能夠實現新型光伏器件或環境應用器件。