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Electrónica
Nuevo Diodo
15 de
Octubre de 2003.
 Se
ha diseñado un nuevo tipo de diodo que transmite más electricidad que
cualquier otro dispositivo de esta clase. Paradójicamente, la
inspiración que ha permitido su desarrollo en la Ohio State University
procede de tecnología con 40 años de antigüedad.
A diferencia de otros diodos de su familia, los diodos unitúnel, el
nuevo es compatible con el silicio, de manera que podrá ser incorporado
fácilmente a las cadenas de montaje de los aparatos electrónicos de
consumo, como teléfonos celulares y ordenadores.
Paul R. Berger, de la Ohio State, explica que la industria hacía tiempo
que perseguía unir los diodos unitúnel con la electrónica convencional,
como un modo de simplificar los circuitos cada vez más complejos. La
razón es que este diodo puede reemplazar algunos de los circuitos de un
chip típico. Su diseño será menos complicado, sin reducir su
rendimiento. El nuevo diodo conduce 150.000 amperios por centímetro
cuadrado de su material, tres veces más que el diodo unitúnel de silicio
más parecido.
Los diodos unitúnel se llaman así porque explotan el conocido efecto
túnel de la mecánica cuántica, que permite a los electrones pasar a
través de barreras sin ser perturbados. Los primeros diodos unitúnel
fueron creados en los años 60, y proporcionaron el premio Nobel al
físico Leo Esaki, en 1973.
Desde entonces, para conseguir diodos más potentes, los investigadores
han empleado materiales progresivamente más caros y exóticos, que no son
compatibles con el silicio, pero que permiten obtener propiedades no
disponibles en este último.
La mayoría de diodos unitúnel modernos restringen los movimientos de los
electrones a un nivel de energía o “banda”, dentro del cristal
semiconductor. Los de Esaki, en cambio, permitían a los electrones pasar
entre diferentes bandas de energía.
El equipo de Berger, inspirándose en esta última tecnología, ha
desarrollado una nueva técnica para crear estructuras de silicio que
contienen cantidades inusualmente altas de otros elementos químicos
(dopantes), como boro y fósforo.
Depositaron capas de silicio y silicio-germano en una estructura que
medía sólo unos pocos nanómetros de alto. Entonces, descubrieron que
cambiando el grosor de la capa central “separadora”, donde los
electrones experimentan el efecto túnel, se podía ajustar la cantidad de
corriente que pasaba a través del material. Esto debía hacerse con un
diseño que mantuviera al boro y al fósforo separados, sin mezclarse.
La capacidad del nuevo diodo de operar en condiciones de baja energía lo
hace ideal para dispositivos que generan señales de radio-frecuencia,
como teléfonos domésticos sin hilos y celulares. Con escasa entrada de
energía, el diodo puede generar una señal potente, reduciendo el
consumo.
En medicina, el diodo podría posibilitar una conexión para diagnósticos
entre los marcapasos y otros implantes y el exterior, evitando que
salgan hilos de la piel de los pacientes, que en ocasiones causan
infecciones.
Información adicional en:
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