Personajes de algunas de las películas de ciencia ficción más futuristas, como "Minority Report" y "Iron Man", "controle las pantallas de la computadora con movimientos hábiles y deliberados de la mano. En" Minority Report, " El protagonista, interpretado por Tom Cruise, usa guantes que 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.

Que la tecnología sigue siendo ciencia ficción, pero un nuevo estudio puede acercarlo a la realidad. Un equipo de investigadores de Japón informa esta semana en Letras de física aplicada , que han descubierto un fenómeno llamado efecto fotodielectrico, lo que podría conducir a pantallas táctiles controladas por láser.

Se han desarrollado varios componentes de circuitos básicos más allá de sus diseños tradicionales basados ​​en la electricidad para, en cambio, 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 hacia la fotoelectrónica de próxima generación ".

Los condensadores son componentes básicos para todo tipo de electrónica, actuando como cubos de electrones que pueden, por ejemplo, almacenar energía o filtrar frecuencias no deseadas. De la manera más simple, un condensador consta de dos placas conductoras paralelas separadas por un material eléctricamente aislante, llamado 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, Sucesivamente, cuánta energía puede almacenar el condensador. Al usar la luz para aumentar una propiedad del dieléctrico llamada permitividad, Taniguchi y sus colegas esperan crear condensadores controlados por luz.

Investigadores anteriores han logrado un tipo de efecto foto-dieléctrico utilizando una variedad de materiales, pero se basó en la fotoconductancia, donde la luz aumentó la conductividad eléctrica de los materiales. El aumento de la conductancia, resulta, conduce a una mayor permitividad dieléctrica.

Pero este tipo de efecto fotodieléctrico extrínseco no es adecuado para aplicaciones prácticas, Dijo Taniguchi. Un condensador debe ser un buen aislante, impidiendo que fluya la corriente eléctrica. Pero bajo el efecto fotodielectrico extrínseco, las propiedades aislantes de un condensador se deterioran. Además, tal condensador solo funcionaría con corriente alterna de baja frecuencia.

Ahora Taniguchi y sus colegas han encontrado un efecto fotodieléctrico intrínseco en una cerámica con la composición LaAl9.9Zn0.01O3-δ. "Hemos demostrado la existencia del efecto fotodielectrico experimentalmente, " él dijo.

En sus experimentos, iluminaron 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 fotodieléctrico extrínseco, el material siguió 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 fotodieléctrico intrínseco, Taniguchi dijo, pero puede tener que ver con defectos en el material.

La luz excita a los electrones a estados de energía más altos (cuantificados), pero los estados cuánticos de defectos se limitan a regiones más pequeñas, lo que puede estar evitando que estos electrones fotoexcitados viajen lo suficientemente lejos como para generar una corriente eléctrica. La hipótesis es que los electrones permanecen atrapados, lo que conduce a un mayor aislamiento eléctrico del material dieléctrico.

Se necesita más investigación antes de que veamos pantallas controladas por luz, pero el trabajo es un paso importante para el campo. La investigación adicional buscará mejorar aún más el efecto, minimizar cualquier disipación de energía debido a una caída de las propiedades dieléctricas, y optimizar el proceso de fabricación del material, Dijo Taniguchi. Otros estudios también pueden revelar nuevos materiales más adecuados para otras aplicaciones electrónicas.