Kestev fotojuhtivus päikesevalguse kätte unustatud strontsiumtitanaadis
Washingtoni osariigi ülikooli töörühm avastas juhuslikult, et päev otsa valguse käes seisnud strontsiumtitanaadi juhtivus paranes 400 korda. Efekt, mis kestis pimendatud materjalis päevi, on keerukale kõrgtemperatuursele ülijuhtivusele igati praktiline konkurent.
Avastusele komistas doktorant Marianne Tarun, märgates, et pimedast katsekeskkonnast päevaks välja jäetud SrTiO3 juhtivus oli hüppelised kasvanud. Taruni töörühm arvas esialgu, et materjal on rikutud. „Sellist avastust me ei oodanud, väga põnev,“ ilmestas Tarun.
Kestev fotojuhtivus (persistent photoconductivity) on ülijuhtivusest hoopis erinev. Ülijuhtivus on elektritakistuse täielik puudumine, valdavalt absoluutse nulli lähedastel temperatuuridel. Ent fakt, et juhtivuse märgatav kasv saavutati toatemperatuuril teeb avastuse praktilisemaks, ka nn. kõrgtemperatuursete ülijuhtidega võrreldes.
Kestvat fotojuhtivust on täheldatud teisteski laborites, ent siis on efekt olnud vähemmõjus. Avastusega päädinud Ameerika Riikliku teadusagentuuri rahastatud töö avaldatakse sel kuul mainekas ajakirjas Physical Review Letters.
„Kestva fotojuhtivuse avastamine toatemperatuuril avab hulgi uusi uurimissuundi, eelkõige seoses praktiliste rakendustega,“ ütles artikli kaasautor ning Washingtoni ülikooli füüsikaosakonna juhataja Matthew McCluskey. „Tavaliselt talletatakse digitaalne informatsioon andmekandja, olgu siis kiibi või kõvaketta pinnale. Kestva fotojuhtivusega saaks informatsiooni talletada kogu kristalli ruumala ulatuses, holograafiliselt. Meie avastus võib viia mäluseadmete informatsioonitiheduse ulatusliku kasvuni,“ seletas McCluskey.
Strontsiumtitanaat, nagu teisedki hapnikku ning kaht või enamat teist elementi sisaldavad oksiidid avaldavad sageli arvukalt huvitavaid elektrilisi nähtusi, alates suurest takistusest lõpetades ülijuhtivusega „Avastamisrõõm on alati tore, ent nende efektide praktiline kasutamine on olnud raskendatud, näiteks madalate temperatuuride pärast,“ sõnas McCluskey.
Uurimisel osutus, et kümne minuti kestel valgustatud strontsiumtitanaadis tekkinud juhtivuse kasv kestis päevi. Töörühm usub, et juhtivuse kasvu põhjustab fotoefektiga vabastatud vabade laengukandjate keskmisest suurem hulk.
