Pesquisadores do Laboratório Albert Felt do Centro Nacional Francês de Pesquisa Científica, em colaboração com cientistas do Instituto de Física e Química dos Materiais e do Laboratório de Física do Estado Sólido em Estrasburgo, descobriram pela primeira vez um método para gerar gás de elétrons, comumente encontrado em telas de LED, por meio da irradiação de uma camada de óxido. Essa descoberta, na intersecção entre óptica e eletrônica, foi publicada na revista Nature Materials.

Tradicionalmente, o gás de elétrons, naturalmente presente em certos materiais semicondutores, era manipulado apenas por meio de sinais elétricos e desaparece quando a fonte de luz é desligada. Esta pesquisa supera essa limitação, demonstrando que o gás de elétrons pode ser gerado de forma estável pela irradiação de uma camada de óxido com luz. Essa propriedade oferece novas possibilidades para aplicações em eletrônica, spintrônica e computação quântica. Por exemplo, transistores controlados por luz podem melhorar significativamente a eficiência computacional e a eficiência energética, reduzindo o número de contatos elétricos em um chip (aproximadamente 1 bilhão de contatos em um processador de computador).

Essa conquista foi alcançada por meio de uma profunda integração de cálculos experimentais e teóricos. Por meio de observações em escala atômica e modelagem teórica, a equipe de pesquisa calibrou com precisão o arranjo atômico na interface entre as duas camadas de óxido, revelando as leis que regem o movimento dos elétrons sob estimulação luminosa. Essa descoberta também abre caminho para o projeto de detectores ópticos ultrassensíveis — sob condições de luz, a corrente gerada na mesma voltagem é amplificada 100.000 vezes em comparação com um ambiente escuro, e a luz desempenha um papel de amplificação do sinal nesse processo.