Luz cria circuito elétrico no interior de um cristal

Redação do Site Inovação Tecnológica -  

A luz grava o circuito elétrico diretamente no cristal de titanato de estrôncio (STO). [Imagem: Violet M. Poole et al. - 10.1038/s41598-017-07090-2]

Eletrônica no cristal

Há cerca de três anos, uma equipe da Universidade Estadual de Washington, nos EUA, descobriu por acaso um aumento de 400 vezes na condutividade elétrica de um cristal simplesmente expondo-o à luz, o que abriu o caminho para a criação de memórias holográficas 3D, com os dados gravados e lidos no interior do cristal usando-se apenas um feixe de laser.

Agora eles não apenas mais do que dobraram a eficiência do fenômeno, como também conseguiram usar a mesma técnica para construir circuitos elétricos inteiros dentro do cristal, ampliando as possibilidades para muito além das memórias.

Na verdade, pode ser possível não apenas construir dispositivos eletrônicos 3D no interior do cristal, mas dispositivos eletrônicos que podem ser apagados e regravados. Ou seja, não se trata de gravar e apagar dados em uma memória, mas de reconstruir a própria memória.

"Isto cria um novo tipo de eletrônica onde você pode definir um circuito opticamente e então apagá-lo e definir um novo. O legal é que ele é reconfigurável. Ele também é transparente," disse o professor Matt McCluskey, acrescentando que essa "eletrônica invisível" poderá ser incorporada em qualquer coisa, como em janelas, por exemplo.

Fotocondutividade

Normalmente um cristal não conduz eletricidade. Mas quando o titanato de estrôncio é aquecido por um laser, sua estrutura cristalina é de alguma forma alterada, de modo que a luz o torna condutivo - o fenômeno ainda não é totalmente compreendido, mas parece envolver o deslocamento de átomos de estrôncio, criando defeitos que permitem a passagem livre de elétrons.

Essa chamada "fotocondutividade persistente" ocorre à temperatura ambiente, uma enorme vantagem prática em relação a outros materiais que exigem refrigeração com nitrogênio líquido para apresentar o mesmo comportamento.

A equipe agora já consegue elevar a condutividade elétrica do cristal em 1.000 vezes, com o fenômeno persistindo por até um ano, e de forma seletiva, em trilhas dentro do cristal, de forma a criar circuitos elétricos.

Os circuitos elétricos traçados com o laser no interior do cristal também são persistentes, mas podem ser apagados aquecendo-se o cristal. A seguir, outro circuito é gravado com uma caneta óptica, e igualmente se torna persistente.

Bibliografia:

Using persistent photoconductivity to write a low-resistance path in SrTiO3
Violet M. Poole, Slade J. Jokela, Matthew D. McCluskey
Nature Scientific Reports
Vol.: 7, Article number: 6659
DOI: 10.1038/s41598-017-07090-2