Telas com taxas de atualização sete vezes mais rápidas feitas de ITZO

Redação do Site Inovação Tecnológica - 17/10/2022

Para que as telas se tornem maiores, tenham uma resolução mais alta e sejam mais rápidas, os píxeis individuais precisam ser endereçados mais rapidamente.
[Imagem: Linus Mimietz(Unsplash)/Edited by Daniel Schenz]

ITZO

Um novo material, parente do material sensível ao toque usado nas telas dos celulares, promete telas com uma taxa de atualização até 7 vezes maior do que as telas de hoje, incluindo as de computadores e TVs.

As telas sensíveis ao toque dependem de uma camada de ITO, uma junção dos símbolos dos elementos índio, estanho e oxigênio - é um óxido de índio-estanho -, que entram na composição das películas transparentes que permitem que as telas detectem os toques que controlam os aparelhos.

Hui Yang e seus colegas da Universidade de Hokkaido, no Japão, descobriram agora como a adição de zinco, formando um ITZO, cria um material que permite chavear os píxeis de uma tela com uma velocidade sem precedentes.

Todas as telas são formadas por uma rede de pequenos pontos de luz, os píxeis, cujo brilho deve ser controlado individualmente. O número total de píxeis - e, portanto, a resolução e o tamanho da tela - é limitado por quantos deles podem ser endereçados em uma determinada fração de segundo, o que estabelece a velocidade de atualização da imagem, normalmente expressa em Hertz.

Portanto, os fabricantes de telas tentam usar nos circuitos de controle de píxel materiais que apresentem uma mobilidade de elétrons muito alta - a mobilidade eletrônica é uma medida da rapidez com que a corrente elétrica começará a fluir através do circuito de controle em resposta à tensão aplicada; em outras palavras, ela diz quão rápido o píxel pode ser aceso e apagado.

Foi aí que o ITZO se mostrou imbatível, apresentando uma mobilidade eletrônica 7 vezes mais rápido do que o atual material de última geração.

Durante uma emergência na rodovia, os carros se movem para um lado para liberar o caminho para os veículos de emergência. Do mesmo modo, os elétrons livres se movem para a interface de 10 nm de espessura do ITZO com o material de base e, assim, criam um grande volume onde a corrente pode fluir sem impedimentos.
[Imagem: Ikumi Hatakeyama]

Mobilidade eletrônica

As análises da equipe mostraram que a maior mobilidade de elétrons resulta do fato incomum de que, em filmes finos de ITZO fabricados com um limite mínimo de espessura, cargas livres - elétrons - se acumulam na interface com o material sobre o qual a película é fabricada, chamado substrato.

Assim, em vez de ficarem no caminho atrapalhando, essas cargas livres abrem a passagem para que os elétrons carreadores de corrente, que estão atravessando o material, circulem praticamente sem impedimentos por toda a extensão do filme.

Isso resulta em dois ganhos associados contribuindo para o mesmo efeito: A massa efetiva dos elétrons é significativamente menor do que nos materiais atuais de última geração, e o tempo de deslocamento livre de cada elétron é muito maior. Ambos os fatores contribuem para a maior mobilidade eletrônica.

Além disso, observando como seus resultados dependem da espessura do material ITZO, a equipe conseguiu avaliar como a interface e o volume do material contribuem para esses dois efeitos. E eles pretendem usar esse aprendizado para sintetizar materiais ainda melhores.

"Usando o conhecimento que adquirimos com este estudo, poderemos no futuro projetar outros transistores de filme fino semicondutores de óxido transparente com diferentes composições químicas, que apresentem propriedades de mobilidade eletrônica ainda melhores," disse o professor Hiromichi Ohta, coordenador da equipe.

Mais tópicos