p Pesquisadores franceses conseguiram criar uma camada condutora na superfície de titanato de estrôncio (SrTiO ₃ ), um material isolante transparente considerado muito promissor para o desenvolvimento de futuras aplicações em microeletrônica. Dois nanômetros de espessura, esta camada condutora é um gás de elétron metálico bidimensional (2DEG) que faz parte do material isolante. Fácil de produzir, ele abre novas possibilidades para a eletrônica baseada em óxidos de metais de transição (o SrTiO ₃ família), aproveitando a vasta gama de propriedades físicas desses materiais (supercondutividade, magnetismo, termoeletricidade, etc.) para integrar várias funções diferentes em um único dispositivo microeletrônico. Um artigo explicando esta descoberta inesperada, decorrentes de pesquisas no síncrotron SOLEIL, foi publicado em 13 de janeiro, Edição de 2011 de Natureza revista. p Os componentes microeletrônicos de hoje consistem em camadas de semicondutores em um substrato de silício. A fim de sustentar o ritmo de atualizações periódicas no desempenho de dispositivos microeletrônicos após 2020, soluções tecnológicas alternativas estão sendo investigadas. Os pesquisadores estão cada vez mais voltando sua atenção para os óxidos de metais de transição, que oferecem propriedades físicas promissoras, como supercondutividade, magnetorresistência, termoeletricidade, multiferroicidade e capacidade fotocatalítica.

p Dentro desta família de materiais, titanato de estrôncio (SrTiO ₃ ) tem sido objeto de extensas pesquisas. Este material isolante se torna um bom condutor quando é dopado, por exemplo, criando algumas lacunas de oxigênio na superfície. As interfaces entre SrTiO3 e outros óxidos (LaTiO3 ou LaAlO3) são condutoras, mesmo que os dois materiais sejam isolantes. Além disso, eles oferecem propriedades como supercondutividade, magnetorresistência e termoeletricidade, com muito bom desempenho à temperatura ambiente. O problema, Contudo, é que as interfaces entre os óxidos são muito difíceis de produzir.

p Agora, uma descoberta inesperada rompeu essa barreira tecnológica. Uma equipe internacional liderada por pesquisadores do CNRS e da Université Paris-Sud 11 produziu um gás de elétron metálico bidimensional (2DEG) na superfície de SrTiO ₃ . Esta camada condutora, aproximadamente dois nanômetros de espessura, foi obtido por clivagem a vácuo de um pedaço de titanato de estrôncio, um processo muito simples e econômico. Os elementos constituintes do SrTiO ₃ são recursos naturais disponíveis em grandes quantidades, e o composto não é tóxico, ao contrário dos materiais mais amplamente usados ​​na microeletrônica hoje (teluretos de bismuto). Além disso, 2DEGs provavelmente poderiam ser criados na superfície de outros óxidos de metal de transição usando uma técnica semelhante.

p A descoberta de uma camada condutora desse tipo (não exigindo a adição de uma camada de outro material) é um avanço significativo para a microeletrônica à base de óxido. Isso poderia tornar possível combinar as propriedades multifuncionais intrínsecas dos óxidos de metal de transição com as do metal bidimensional em sua superfície. Possíveis desenvolvimentos podem incluir o acoplamento de um óxido ferroelétrico com o gás de elétron em sua superfície para produzir memórias não voláteis, ou a inclusão de circuitos transparentes na superfície de células solares ou telas sensíveis ao toque.

p O 2DEG na superfície do titanato de estrôncio foi identificado e estudado em experimentos usando espectroscopia de fotoemissão de ângulo resolvido (ARPES) no síncrotron SOLEIL em Saint-Aubin, França, e o Synchrotron Radiation Center da University of Wisconsin, EUA.