p Pesquisadores da North Carolina State University desenvolveram um filme dielétrico que possui propriedades ópticas e elétricas semelhantes às do ar, mas é forte o suficiente para ser incorporado em dispositivos eletrônicos e fotônicos - tornando-os mais eficientes e mais estáveis ​​mecanicamente. p Em questão está algo chamado índice de refração, que mede a quantidade de curvas de luz quando se move através de uma substância. Ar, por exemplo, tem um índice de refração de 1, enquanto a água tem um índice de refração de 1,33 - é por isso que um canudo parece entortar quando você o coloca em um copo d'água.

p Os dispositivos fotônicos requerem um alto contraste entre os materiais que os compõem, com alguns componentes tendo um alto índice de refração e outros tendo um baixo. Quanto maior o contraste entre esses materiais, quanto mais eficiente for o dispositivo fotônico - e melhor será seu desempenho. O ar tem o índice de refração mais baixo, mas não é mecanicamente estável. E o menor índice de refração encontrado no sólido, materiais de ocorrência natural é 1,39.

p Mas agora os pesquisadores desenvolveram um filme feito de óxido de alumínio que tem um índice de refração tão baixo quanto 1,025, mas que é mecanicamente rígido.

p “Ao manipular a estrutura do óxido de alumínio, que é dielétrico, melhoramos suas propriedades ópticas e mecânicas, "diz Chih-Hao Chang, autor correspondente de um artigo sobre o trabalho e professor assistente de engenharia mecânica e aeroespacial na NC State. Dielétricos são materiais isolantes usados ​​em uma enorme variedade de produtos de consumo. Por exemplo, cada dispositivo portátil tem centenas de capacitores, que são componentes dielétricos que podem armazenar e gerenciar a carga elétrica.

p "A chave para o desempenho do filme é o espaçamento altamente ordenado dos poros, o que lhe dá uma estrutura mais robusta mecanicamente sem prejudicar o índice de refração, "diz Xu Zhang, autor principal do artigo e Ph.D. estudante na NC State.

p Os pesquisadores fizeram o filme usando primeiro uma nanolitografia desenvolvida no laboratório de Chang para criar poros altamente ordenados em um substrato de polímero. Esse polímero poroso então serve como um modelo, que os pesquisadores revestem com uma fina camada de óxido de alumínio usando deposição de camada atômica. O polímero é então queimado, deixando para trás um revestimento de óxido de alumínio tridimensional.

p “Somos capazes de controlar a espessura do óxido de alumínio, criando um revestimento entre dois nanômetros e 20 nanômetros de espessura, "Diz Zhang." Usando o óxido de zinco no mesmo processo, podemos criar um revestimento mais espesso. E a espessura do revestimento controla e nos permite projetar o índice de refração do filme. "Independentemente da espessura do revestimento, o próprio filme tem aproximadamente um micrômetro de espessura.

p "As etapas do processo são potencialmente escalonáveis, e são compatíveis com os processos de fabricação de chips existentes, "Chang diz." Nossas próximas etapas incluem a integração desses materiais em dispositivos ópticos e eletrônicos funcionais. "