(Phys.org) —Di solito, quando pensiamo a un dispositivo che ha dei difetti, significa che è ora di buttarlo via. Però, per diversi tipi di materiali, le imperfezioni sono ciò che effettivamente li fa funzionare in primo luogo. Trovare modi per controllare i difetti in un materiale senza danneggiarlo irrevocabilmente potrebbe fornire nuove informazioni nella ricerca di una serie di dispositivi migliorati.

I raggi X di sincrotrone vengono spesso utilizzati per visualizzare un'ampia gamma di materiali diversi, ma possono anche causare cambiamenti chimici. In un nuovo studio, i ricercatori dell'Argonne National Laboratory del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti hanno osservato come cambia la resistenza elettrica di un materiale quando viene irradiato con questi raggi X ad alta energia.

Nell'esperimento, i ricercatori hanno esaminato il biossido di titanio, un materiale noto per esibire più stati resistivi indotti dal movimento del difetto. Questo comportamento, noto come commutazione resistiva, potrebbe offrire agli scienziati un meccanismo che potrebbe contenere la chiave per potenziali nuove memorie di computer e persino neuroni artificiali, secondo lo scienziato dei materiali di Argonne Seungbum Hong, che ha guidato lo studio insieme al fisico di Argonne Jung Ho Kim.

"Non è facile realizzare un dispositivo su scala nanometrica che passi in modo affidabile tra gli stati resistivi, "Hong ha detto. "Al fine di progettare materiali di commutazione resistivi affidabili, è necessario comprendere e controllare il difetto su scala nanometrica".

Quando la cella al biossido di titanio è stata esposta ai raggi X generati dall'Advanced Photon Source di Argonne, gli scienziati hanno scoperto l'esistenza di un effetto simile al fotovoltaico, che cambia la resistenza per ordini di grandezza, a seconda dell'intensità dei raggi X in arrivo. Questo effetto, combinato con una transizione di fase indotta dall'irradiazione di raggi X, innesca un cambiamento di resistenza reversibile non volatile, ovvero il cambiamento di resistenza può essere osservato anche dopo che i raggi X sono stati spenti.

"Questo risultato è stato un po' fortuito, in quanto si sapeva che i raggi X potevano danneggiare questi materiali, ma non avevano cercato questo tipo di cambiamento reversibile, " ha detto Kim.