Uma equipe de pesquisa da Escola de Engenharia da Universidade de Princeton, nos Estados Unidos, desenvolveu um material semicondutor ultrafino que pode ser "programado" por meio da luz. Com apenas alguns poucos moléculas de espessura, esse material consegue alterar repetidamente suas propriedades eletrônicas e ópticas sob luz de diferentes comprimentos de onda, permitindo ciclos de programação, apagamento e reprogramação. Essa conquista pode contribuir para o desenvolvimento de sensores de baixo consumo energético, novos dispositivos optoeletrônicos e tecnologias de computação. O estudo foi publicado na edição mais recente da revista Science Advances.
Os pesquisadores desenvolveram um semicondutor ultrafino que pode alterar repetidamente suas próprias propriedades de acordo com as variações da luz. Fonte: site oficial da Universidade de Princeton
Nas últimas décadas, a indústria de semicondutores tem melhorado principalmente o desempenho computacional e a eficiência energética por meio da redução contínua do tamanho dos dispositivos. No entanto, à medida que as dimensões características dos chips se aproximam dos limites físicos, a miniaturização adicional dos dispositivos semicondutores enfrenta desafios cada vez maiores. A equipe, portanto, começou a explorar novos materiais semicondutores com propriedades dinamicamente ajustáveis, na esperança de impulsionar o desenvolvimento da tecnologia eletrônica a partir do próprio material.
Atualmente, os semicondutores tradicionais, amplamente utilizados em dispositivos eletrônicos como televisores e computadores, têm seu estado de funcionamento controlado principalmente por sinais elétricos. Após a fabricação do material, sua condutividade elétrica geralmente não sofre alterações significativas. Já o material semicondutor desenvolvido nesta pesquisa é capaz de responder ativamente a estímulos externos e modificar suas próprias propriedades conforme a necessidade.
A equipe combinou um material semicondutor ultrafino com moléculas fotossensíveis. Essas moléculas sofrem mudanças estruturais quando irradiadas por luz de diferentes comprimentos de onda, alterando assim as propriedades eletrônicas internas do semicondutor, de modo que a capacidade de condução e a resposta óptica do material possam ser ajustadas por meio de sinais luminosos. Diferentemente dos semicondutores tradicionais, cujo desempenho permanece praticamente fixo após a fabricação, esse novo material é capaz de ajustar dinamicamente seu próprio estado de acordo com as condições de iluminação, podendo ser programado e apagado diversas vezes. Esse controle do material não é uma simples alternância de "ligado-desligado", mas sim uma variação contínua. Ao alterar as condições de iluminação, é possível ajustar gradualmente o grau de resposta do material e revertê-lo quando necessário, conferindo ao material uma característica programável mais flexível.
Atualmente, a equipe já fabricou um material semicondutor ultrafino com cerca de 1 polegada quadrada e propriedades uniformes, utilizando-o para construir um conjunto de interruptores eletrônicos programáveis. Esse resultado demonstra que o material já possui potencial para ser expandido para sistemas integrados de maior escala.