Los personajes de algunas de las películas de ciencia ficción más futuristas, como "Minority Report" y "Iron Man", controlan las pantallas de la computadora con movimientos de manos resbaladizos y deliberados. En "Minority Report", el protagonista, interpretado por Tom Cruise, usa guantesque brillan en la punta de los dedos y le dan el poder de la manipulación virtual. La luz parece permitirle controlar la pantalla como si fuera una pantalla táctil, pero no toca nada más que aire.
Esa tecnología sigue siendo ciencia ficción, pero un nuevo estudio puede acercarla a la realidad. Un equipo de investigadores de Japón informa letras de física aplicada , de AIP Publishing, que han descubierto un fenómeno llamado efecto fotodielectrico, que podría conducir a pantallas táctiles controladas por láser.
Se han desarrollado una serie de componentes de circuitos básicos más allá de sus diseños tradicionales basados en electricidad para ser controlados con luz, como fotorresistencias, fotodiodos y fototransistores. Sin embargo, todavía no hay un fotocondensador.
"Un fotocondensador proporciona una forma novedosa de operar dispositivos electrónicos con luz", dijo Hiroki Taniguchi de la Universidad de Nagoya en Japón. "Impulsará la evolución de la electrónica a la fotoelectrónica de próxima generación".
Los condensadores son componentes básicos para todo tipo de electrónica, actuando de manera similar a cubos para electrones que pueden, por ejemplo, almacenar energía o filtrar frecuencias no deseadas. Más simplemente, un condensador consta de dos placas conductoras paralelas separadas por un material eléctricamente aislante, llamadoun dieléctrico, como aire o vidrio. La aplicación de un voltaje a través de las placas hace que se acumulen cargas opuestas e iguales en ambas placas.
Las propiedades del dieléctrico juegan un papel determinado en el perfil del campo eléctrico entre las placas y, a su vez, cuánta energía puede almacenar el condensador. Al usar la luz para aumentar una propiedad del dieléctrico llamada permitividad, Taniguchi y sus colegas esperan crearcondensadores controlados por luz.
Investigadores anteriores han logrado un tipo de efecto foto-dieléctrico usando una variedad de materiales, pero se basaron en la fotoconductancia, donde la luz aumentó la conductividad eléctrica de los materiales. El aumento en la conductancia, resulta, conduce a una mayor permitividad dieléctrica.
Pero este tipo de efecto fotodielectrico extrínseco no es adecuado para aplicaciones prácticas, dijo Taniguchi. Un condensador debe ser un buen aislante, evitando que la corriente eléctrica fluya. Pero bajo el efecto fotodielectrico extrínseco, las propiedades aislantes de un condensador se deterioran. Además,dicho condensador solo funcionaría con corriente alterna de baja frecuencia.
Ahora Taniguchi y sus colegas han encontrado un efecto fotodielectrico intrínseco en una cerámica con la composición LaAl9.9Zn0.01O3-δ. "Hemos demostrado la existencia del efecto fotodielectrico experimentalmente", dijo.
En sus experimentos, arrojaron un diodo emisor de luz LED sobre la cerámica y midieron su permitividad dieléctrica, que aumentó incluso a altas frecuencias. Pero a diferencia de los experimentos anteriores que utilizaron el efecto fotodielectrico extrínseco, el material seguía siendo un buen aislante.
La falta de una pérdida significativa significa que el LED está alterando directamente la permitividad dieléctrica del material y, en particular, no aumenta la conductancia, como es el caso del efecto extrínseco. Todavía no está claro cómo funciona el efecto fotodielectrico intrínseco,Taniguchi dijo, pero puede tener que ver con defectos en el material.
La luz excita a los electrones en estados de energía más altos cuantificados, pero los estados cuánticos de los defectos se limitan a regiones más pequeñas, lo que puede evitar que estos electrones fotoexcitados viajen lo suficientemente lejos como para generar una corriente eléctrica. La hipótesis es que los electronespermanecer atrapado, lo que conduce a un mayor aislamiento eléctrico del material dieléctrico.
Se necesita más investigación antes de ver pantallas controladas por luz, pero el trabajo es un paso significativo para el campo. La investigación adicional buscará mejorar el efecto aún más, minimizar cualquier disipación de energía debido a una caída de las propiedades dieléctricas,y optimiza el proceso de fabricación del material, dijo Taniguchi. Otros estudios también pueden revelar nuevos materiales más adecuados para otras aplicaciones electrónicas.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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