Uma nova era na tecnologia de “escrita por luz” está emergindo a partir de descobertas envolvendo um cristal altamente sensível à luz. Pesquisadores do XPANCEO Emerging Technologies Research Center, em colaboração com o laureado com o Nobel Konstantin Novoselov, demonstraram que o trissulfeto de arsênico (As₂S₃), um semicondutor cristalino de van der Waals, pode ser modificado permanentemente em nanoescala utilizando apenas luz contínua simples, dispensando o uso de equipamentos complexos como lasers de femtossegundo ou estruturas de fabricação em salas limpas.
O papel da fotorrefração no controle da luz
O avanço está diretamente ligado ao fenômeno da fotorrefração, no qual a luz altera o índice de refração de um material — propriedade que determina como a luz é desviada ou desacelerada ao atravessá-lo. Quanto maior esse índice, maior a capacidade de confinar e manipular a luz.
No caso do As₂S₃ cristalino, essa resposta é excepcionalmente intensa, ocorrendo mesmo sob luz ultravioleta de baixa intensidade. O estudo, publicado na revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) em 21 de abril de 2026, registrou variações no índice de refração de até Δn ≈ 0,3, valor significativamente superior ao observado em materiais tradicionais como BaTiO₃ e LiNbO₃.
Criação de padrões ópticos e “impressões digitais”
A forte resposta do material permite a criação de padrões ópticos extremamente precisos em nanoescala, que permanecem gravados de forma permanente. Esses padrões funcionam como identificadores ópticos únicos, difíceis de reproduzir, com potencial direto em áreas como segurança, autenticação e combate à falsificação.
Para demonstrar essa capacidade, os pesquisadores utilizaram um laser convencional para esculpir um retrato de Albert Einstein em escala nanométrica no material, com pontos separados por apenas 700 nanômetros. Testes adicionais indicam que a técnica pode atingir resoluções ainda maiores, chegando a cerca de 50.000 pontos por polegada, o equivalente a aproximadamente 500 nanômetros entre pontos.
Expansão estrutural e aplicações ópticas
Além da gravação de padrões, o As₂S₃ apresenta uma característica incomum: ele pode expandir fisicamente até 5% quando exposto à luz. Essa propriedade permite a formação direta de estruturas ópticas funcionais, como microlentes e grades de difração, diretamente na superfície do material.
Essas estruturas são fundamentais para tecnologias emergentes, incluindo guias de onda para dispositivos de realidade aumentada, lentes de contato inteligentes e sistemas ópticos avançados. Além disso, o material mostra grande potencial para uso em circuitos fotônicos e sensores em nanoescala.
A descoberta representa um avanço importante no controle e manipulação da luz, abrindo caminho para uma nova geração de tecnologias ópticas mais acessíveis, precisas e eficientes.
Fonte: XPANCEO Emerging Technologies Research Center e estudo publicado na Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
