Giờ đây, lần đầu tiên, một nhóm nghiên cứu quốc tế do các nhà nghiên cứu CNRS làm việc tại Phòng thí nghiệm Albert Fert (CNRS/Thales) dẫn đầu, khám phá ra cách tạo ra khí electron thường có trong màn hình LED, bằng cách chiếu sáng một vật liệu được tạo thành từ các lớp oxit.
Các khí này, vốn có sẵn trong một số vật liệu bán dẫn, trước đây chỉ được điều khiển bằng tín hiệu điện trong vật liệu bị oxy hóa. Khi ánh sáng tắt, khí này biến mất. Hiện tượng này, nằm ở ranh giới giữa quang học và điện tử, mở đường cho nhiều ứng dụng trong điện tử, spintronics và điện toán lượng tử.
Các linh kiện điện tử có thể được điều khiển bằng ánh sáng thay vì bằng điện, có ưu điểm nhanh hơn nhiều, tiết kiệm năng lượng hơn, vận hành đơn giản hơn. Ví dụ, việc sử dụng bóng bán dẫn điều khiển bằng ánh sáng có thể loại bỏ tới một phần ba số tiếp điểm điện trên chip, tiết kiệm khoảng một tỉ tiếp điểm điện chỉ trên một bộ xử lý máy tính.
Khám phá này có thể mở ra các ứng dụng khác kết hợp quang tử và điện tử, chẳng hạn như thiết kế máy dò quang học siêu nhạy. Trong trường hợp này, ánh sáng hoạt động hiệu quả như bộ khuếch đại. Với cùng một điện áp, dòng điện được tạo ra mạnh hơn tới 100.000 lần so với trong bóng tối.
Bước đột phá này đạt được nhờ kết hợp các thí nghiệm tiên tiến với các tính toán lý thuyết. Sự sắp xếp các nguyên tử tại giao diện giữa hai lớp oxit được hiệu chuẩn tỉ mỉ, các quan sát ở cấp độ nguyên tử được sử dụng để xác định hành vi của nguyên tử, và mô hình hóa giúp mô tả chuyển động của các electron khi tiếp xúc với ánh sáng kích thích.
Các nhà khoa học tại Viện vật lý và hóa học vật liệu Strasbourg (CNRS/Université de Strasbourg) và Phòng thí nghiệm vật lý chất rắn (CNRS/Université Paris-Saclay) cũng tham gia vào nghiên cứu này. Nghiên cứu này đăng trên tạp chí Nature Materials.
