p Personagens de alguns dos filmes de ficção científica mais futuristas, como "Minority Report" e "Iron Man, "controlar telas de computador com movimentos de mão habilidosos e deliberados. Em" Relatório da minoria, " o protagonista, interpretado por Tom Cruise, usa luvas que brilham na ponta dos dedos e dão a ele o poder de manipulação virtual. A luz parece permitir que ele controle a tela como se fosse um touchscreen, mas ele não está tocando nada além do ar. p Essa tecnologia ainda é ficção científica, mas um novo estudo pode aproximá-lo da realidade. Uma equipe de pesquisadores do Japão relata esta semana em Cartas de Física Aplicada , que eles descobriram um fenômeno chamado efeito fotodielétrico, o que pode levar a telas sensíveis ao toque controladas por laser.

p Vários componentes básicos do circuito foram desenvolvidos além de seus projetos tradicionais baseados em eletricidade para serem controlados com luz, como foto-resistores, fotodiodos, e fototransistores. Contudo, ainda não há foto-capacitor.

p "Um foto-capacitor oferece uma nova maneira de operar dispositivos eletrônicos com luz, "disse Hiroki Taniguchi, da Universidade de Nagoya, no Japão." Isso impulsionará a evolução da eletrônica para a fotoeletrônica de próxima geração. "

p Capacitores são componentes básicos para todos os tipos de eletrônicos, agindo um pouco como baldes para elétrons que podem, por exemplo, armazenar energia ou filtrar frequências indesejadas. Simplesmente, um capacitor consiste em duas placas condutoras paralelas separadas por um material eletricamente isolante, chamado de dielétrico, como ar ou vidro. Aplicar uma voltagem nas placas faz com que cargas opostas (e iguais) se acumulem em ambas as placas.

p As propriedades do dielétrico desempenham um papel determinante no perfil do campo elétrico entre as placas e, por sua vez, quanta energia o capacitor pode armazenar. Ao usar a luz para aumentar uma propriedade do dielétrico chamada de permissividade, Taniguchi e seus colegas esperam criar capacitores controlados por luz.

p Pesquisadores anteriores alcançaram um tipo de efeito fotodielétrico usando uma variedade de materiais, mas dependia de fotocondutância, onde a luz aumentou a condutividade elétrica dos materiais. O aumento da condutância, acontece que, leva a uma maior permissividade dielétrica.

p Mas este tipo de efeito fotodielétrico extrínseco não é adequado para aplicações práticas, Disse Taniguchi. Um capacitor deve ser um bom isolante, impedindo que a corrente elétrica flua. Mas sob o efeito fotodielétrico extrínseco, as propriedades de isolamento de um capacitor se deterioram. Além disso, tal capacitor só funcionaria com corrente alternada de baixa frequência.

p Agora Taniguchi e seus colegas encontraram um efeito fotodielétrico intrínseco em uma cerâmica com a composição LaAl9.9Zn0.01O3-δ. “Demonstramos a existência do efeito fotodielétrico experimentalmente, " ele disse.

p Em seus experimentos, eles brilharam um diodo emissor de luz (LED) na cerâmica e mediram sua permissividade dielétrica, que aumentou mesmo em altas frequências. Mas, ao contrário de experimentos anteriores que usaram o efeito fotodielétrico extrínseco, o material permaneceu um bom isolante.

p A falta de uma perda significativa significa que o LED está alterando diretamente a permissividade dielétrica do material, e, em particular, não está aumentando a condutância, como é o caso do efeito extrínseco. Ainda não está claro como funciona o efeito fotodielétrico intrínseco, Taniguchi disse, mas pode ter a ver com defeitos no material.

p A luz excita os elétrons em estados de energia mais elevados (quantizados), mas os estados quânticos dos defeitos estão confinados a regiões menores, o que pode estar impedindo esses elétrons fotoexcitados de viajarem longe o suficiente para gerar uma corrente elétrica. A hipótese é que os elétrons permanecem presos, o que leva a um maior isolamento elétrico do material dielétrico.

p É necessária mais pesquisa antes de vermos telas controladas por luz, mas o trabalho é um passo significativo para o campo. Pesquisas futuras procurarão aumentar ainda mais o efeito, minimizar qualquer dissipação de energia devido a uma queda nas propriedades dielétricas, e otimizar o processo de fabricação de materiais, Taniguchi disse. Novos estudos também podem revelar novos materiais mais adequados para outras aplicações eletrônicas.