Natuurkundigen van de Washington State University hebben een manier gevonden om een ​​elektrisch circuit in een kristal te schrijven. de mogelijkheid bieden van transparante, driedimensionale elektronica die, als een Etch A Sketch, kan worden gewist en opnieuw worden geconfigureerd.

Het werk, verschijnen in het online tijdschrift Wetenschappelijke rapporten , dient als een proof of concept voor een fenomeen dat WSU-onderzoekers vier jaar geleden voor het eerst per ongeluk ontdekten. Destijds, een promovendus vond een 400-voudige toename van de elektrische geleidbaarheid van een kristal door het simpelweg aan licht bloot te stellen.

Matt McCluskey, een WSU-hoogleraar natuurkunde en materiaalkunde, heeft nu een laser gebruikt om een ​​lijn in het kristal te etsen. Met elektrische contacten aan elk uiteinde van de lijn, het voerde een stroom.

"Het opent een nieuw type elektronica waar je een circuit optisch kunt definiëren en het vervolgens kunt wissen en een nieuwe kunt definiëren, "zei McCluskey. "Het is opwindend dat het herconfigureerbaar is. Het is ook transparant. Er zijn bepaalde toepassingen waarbij het handig zou zijn om een ​​circuit op een raam of iets dergelijks te hebben, waar het eigenlijk onzichtbare elektronica is."

Gewoonlijk, een kristal geleidt geen elektriciteit. Maar wanneer het kristal strontiumtitanaat onder de juiste geleiding wordt verwarmd, het is zo veranderd dat licht het geleidend maakt. Het fenomeen, genaamd "persistente fotogeleiding, " komt ook voor bij kamertemperatuur, een verbetering ten opzichte van materialen die koeling met vloeibare stikstof nodig hebben.

"We proberen nog steeds uit te zoeken wat er precies gebeurt, " zei McCluskey. Hij vermoedt dat warmte strontiumatomen dwingt om het materiaal te verlaten, het creëren van lichtgevoelige defecten die verantwoordelijk zijn voor de aanhoudende fotogeleiding.

Het recente werk van McCluskey verhoogde de geleidbaarheid van het kristal 1, 000-voudig. Het fenomeen kan tot een jaar duren.

"We kijken naar monsters die we een jaar geleden aan licht hebben blootgesteld en die nog steeds geleiden, "zei McCluskey. "Het behoudt misschien niet 100 procent van zijn geleidbaarheid, maar het is best groot."

Bovendien, het circuit kan worden gewist door het op een hete plaat te verwarmen en opnieuw te gieten met een optische pen.

"Het is een Etch A Sketch, "zei McCluskey. "We hebben het een paar cycli gedaan. Een andere technische uitdaging zou zijn om dat duizenden keren te doen."

Het onderzoek werd gefinancierd door de National Science Foundation. Co-auteurs op het papier zijn oud-studenten Violet Poole en Slade Jokela.

Het werk sluit aan bij WSU's Grand Challenges, een reeks initiatieven gericht op het aanpakken van grote maatschappelijke problemen. Het is met name relevant voor de uitdaging van Smart Systems en het thema van fundamentele en opkomende materialen.