Kỹ thuật chuyển đổi bước sóng mới dựa trên trạng thái bề mặt chất bán dẫn, một hiện tượng xảy ra khi các nguyên tử bề mặt không đủ nhiều để liên kết chặt chẽ, gây ra sự phá vỡ cấu trúc nguyên tử. Các nhà nghiên cứu đã tận dụng các điện trường lớn nhưng nông được tạo ra bởi các trạng thái bề mặt chất bán dẫn. Khi bị tác động bởi ánh sáng tới, các electron trong mạng tinh thể bán dẫn tăng trạng thái năng lượng, cho phép chúng nhảy xung quanh trong mạng tinh thể. Điện trường làm tăng thêm năng lượng của các electron đã được kích thích. Các electron này giải phóng năng lượng dưới dạng các bước sóng quang học khác nhau, do đó hoàn thành quá trình chuyển đổi bước sóng.
Bởi vì hiện tượng này chỉ giới hạn trong bề mặt của chất bán dẫn, các nhà nghiên cứu đã triển khai một mảng nanoantenna có thể bẻ cong ánh sáng và bẫy các photon bên trong lớp bề mặt của chất bán dẫn. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng thành công công nghệ mới của họ để chuyển đổi chùm ánh sáng có bước sóng 1.550 nanomet thành sóng ánh sáng terahertz, có bước sóng từ 100 micromet đến 1 milimet. Khi các nhà khoa học kết hợp công nghệ bẻ cong ánh sáng vào một đầu dò nội soi, được sử dụng cho hình ảnh in-vivo và quang phổ, họ đã tăng hiệu quả của thiết bị lên hệ số 100.
