Nova técnica pode transformar aparelhos eletrônicos transparentes em realidade

Imagine uma lente de contato capaz de mostrar o mapa de uma cidade ou o visor flexível de um capacete que indica qual a melhor rota para fugir do trânsito. Cientistas do Instituto de Tecnologia de Melbourne (RMIT), na Austrália, descobriram como integrar dispositivos eletrônicos a materiais transparentes, no melhor estilo Minority Report.

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A nova técnica baseia-se na utilização de óxidos semicondutores translúcidos que permitem construir equipamentos eletrônicos totalmente transparentes. O que a equipe do RMIT fez foi introduzir um componente de beta-telurito ultrafino nos semicondutores bidimensionais. A mistura formou um óxido do tipo “p” que possui carga positiva.

“Este novo óxido do tipo “p” de alta mobilidade preenche uma lacuna crucial no espectro de materiais que permitem circuitos rápidos e transparentes”, disse o líder da equipe, doutor Torben Daeneke.

Quais são os tipos de óxidos

Em geral existem apenas dois tipos de óxidos semicondutores: os do tipo “N” possuem elétrons carregados negativamente. Já os óxidos do tipo “p” têm vários buracos com carga positiva. É justamente o empilhamento destas duas espécies de materiais que permite a fabricação de dispositivos eletrônicos, como circuitos integrados e diodos transparentes.

Antes da nova técnica ser descoberta, os cientistas tinham dificuldade em produzir equipamentos eletrônicos transparentes por causa da carência de óxidos do tipo “p” de alta qualidade.

“A vida moderna depende muito desses materiais, uma vez que eles são a base para a construção de computadores e smartphones”, disse o doutor Daeneke.

A descoberta

Um estudo feito em 2018 revelou que o beta-telurito poderia ter propriedades de óxidos do tipo “p”, já que pela posição do telúrio na tabela periódica ele se comporta tanto como metal quanto não-metal.

A equipe do RMIT isolou o beta-telurito com uma técnica que se baseia nas propriedades químicas do metal líquido. “Graças ao oxigênio do ar ambiente, uma gota derretida forma naturalmente uma fina camada de óxido superficial de beta-telurito. Conforme a gota de líquido rola sobre a superfície com selênio, esta camada de óxido adere a ela, depositando folhas de óxido atomicamente finas e transparentes em seu caminho”, explica uma das pesquisadoras, Patjaree Aukarasereenont.

As folhas de óxido obtidas no experimento possuem cerca de 1,5 nanômetro de espessura, o que torna o material transparente e praticamente invisível ao olho humano. Além de ser translúcido, o beta-telurito é até 100 vezes mais rápido na condução de energia do que os óxidos semicondutores já conhecidos.

Próxima geração

Os pesquisadores esperam que os avanços obtidos no estudo possam influenciar a criação de dispositivos que até hoje só apareciam em filmes de ficção científica. “Ter um semicondutor tipo “p” rápido e transparente à nossa disposição tem o potencial de revolucionar a eletrônica transparente, ao mesmo tempo em que possibilita telas melhores e dispositivos com eficiência energética aprimorados”, completa o professor Daeneke.

Quando teremos gadgets transparentes fazendo parte do nosso dia a dia? Ainda é cedo para afirmar já que os cientistas precisam preencher algumas lacunas relacionadas a durabilidade e a produção em grande escala deste tipo de semicondutor. É bem provável que a próxima geração de dispositivos eletrônicos já tenha um ou outro aparelho difícil de enxergar a olho nu.

Você usaria uma lente de contato que mostrasse informações dentro do seu olho? Comente.

Fonte: Fleet, Nature