(Phys.org) —Habituellement, quand on pense à un appareil qui a des défauts, cela signifie qu'il est temps de le jeter. Cependant, pour plusieurs types de matériaux, les imperfections sont ce qui les fait fonctionner en premier lieu. Trouver des moyens de contrôler les défauts d'un matériau sans l'endommager de manière irrévocable pourrait fournir de nouvelles informations dans la quête d'une gamme de dispositifs améliorés.

Les rayons X synchrotron sont fréquemment utilisés pour imager une large gamme de matériaux différents, mais ils peuvent aussi provoquer des changements chimiques. Dans une nouvelle étude, des chercheurs du laboratoire national d'Argonne du département américain de l'Énergie ont examiné comment la résistance électrique d'un matériau change lorsqu'il est irradié avec ces rayons X à haute énergie.

Dans l'expérience, les chercheurs ont examiné le dioxyde de titane, un matériau connu pour présenter de multiples états résistifs induits par le mouvement des défauts. Ce comportement, connu sous le nom de commutation résistive, pourrait offrir aux scientifiques un mécanisme qui pourrait détenir la clé de nouvelles mémoires informatiques potentielles et même de neurones artificiels, selon le scientifique des matériaux d'Argonne Seungbum Hong, qui a dirigé l'étude avec le physicien d'Argonne Jung Ho Kim.

"Ce n'est pas facile de faire un dispositif nanométrique qui bascule de manière fiable entre les états résistifs, " Hong a dit. " Afin de concevoir des matériaux de commutation résistifs fiables, vous devez comprendre et contrôler le défaut à l'échelle nanométrique."

Lorsque la cellule de dioxyde de titane a été exposée aux rayons X générés par la source de photons avancée d'Argonne, les scientifiques ont découvert l'existence d'un effet de type photovoltaïque, qui modifie la résistance par ordre de grandeur, en fonction de l'intensité des rayons X venant en sens inverse. Cet effet, combiné à une transition de phase induite par irradiation aux rayons X, déclenche un changement de résistance réversible non volatile, c'est-à-dire le changement de résistance peut être observé même après la désactivation des rayons X.

"Ce résultat était quelque peu fortuit, en ce que les gens savaient que les rayons X pouvaient endommager ces matériaux, mais ils n'avaient pas recherché ce genre de changement réversible, ", a déclaré Kim.