Los ingenieros de la Universidad de Utah y la Universidad de Minnesota han descubierto que la interfaz de dos materiales a base de óxido en particular los hace altamente conductores, una bendición para la electrónica futura que podría resultar en computadoras portátiles, autos eléctricos y electrodomésticos mucho más eficientes.tampoco necesita fuentes de alimentación engorrosas.
Sus hallazgos fueron publicados este mes en la revista científica Materiales APL , del Instituto Americano de Física.
El equipo dirigido por el profesor asistente de ingeniería eléctrica e informática de la Universidad de Utah, Berardi Sensale-Rodriguez y el profesor asistente de ingeniería química y ciencias de los materiales de la Universidad de Minnesota, Bharat Jalan, reveló que cuando dos compuestos de óxido: titanato de estroncio STO y titanato de neodimio NTO - interactúan entre sí, los enlaces entre los átomos están dispuestos de una manera que produce muchos electrones libres, las partículas que pueden transportar corriente eléctrica. STO y NTO son en sí mismos conocidos como aislantes, materiales como el vidrio, que sonno conductor en absoluto.
Pero cuando interactúan, la cantidad de electrones producidos es cien veces mayor de lo que es posible en los semiconductores. "También es aproximadamente cinco veces más conductor que el silicio [el material más utilizado en electrónica]", dice Sensale-Rodriguez.
Esta innovación podría mejorar en gran medida los transistores de potencia, dispositivos en electrónica que regulan la corriente eléctrica, al hacer que las fuentes de alimentación sean mucho más eficientes para elementos que van desde televisores y refrigeradores hasta dispositivos de mano, dice Sensale-Rodriguez. Hoy en día, los fabricantes de electrónica utilizan unmaterial llamado nitruro de galio para transistores en fuentes de alimentación y otros dispositivos electrónicos que transportan grandes corrientes eléctricas. Pero ese material ha sido explorado y optimizado durante muchos años y probablemente no pueda ser más eficiente. En este descubrimiento realizado por el equipo de Utah y Minnesota, la interfazentre STO y NTO puede ser al menos tan conductivo como el nitruro de galio y probablemente será mucho más en el futuro.
"Cuando miro al futuro, veo que tal vez podamos mejorar la conductividad en un orden de magnitud mediante la optimización del crecimiento de los materiales", dice Jalan. "Estamos acercando la posibilidad de productos electrónicos de óxido de alta energía y baja energía más cerca derealidad."
Los transistores de potencia que usan esta combinación de materiales podrían conducir a dispositivos y dispositivos más pequeños porque sus fuentes de alimentación serían más eficientes. Las computadoras portátiles, por ejemplo, podrían deshacerse de las voluminosas fuentes de alimentación externas: las grandes cajas negras conectadas a la alimentacióncables, a favor de suministros más pequeños que se construyen dentro de la computadora. Los electrodomésticos grandes que consumen mucha electricidad, como los acondicionadores de aire, podrían ser más eficientes. Y debido a que se desperdicia menos energía la electricidad desperdiciada generalmente se disipa en calor,estos dispositivos no funcionarán tan calientes como antes, dice Sensale-Rodriguez. También cree que si más productos electrónicos usan estos materiales para los transistores, colectivamente podría ahorrar cantidades significativas de electricidad para el país.
"Es fundamentalmente un camino diferente hacia la electrónica de potencia, y los resultados son muy emocionantes", dice. "Pero aún necesitamos investigar más".
Los coautores del artículo también incluyen: Ajay Nahata, profesor de ingeniería eléctrica e informática de la Universidad de Utah; estudiantes graduados de la U Sara Arezoomandan, Hugo Condori Quispe, Ashish Chanana; y el estudiante graduado de Minnesota Peng Xu. El trabajo en la Universidad de Minnesota está financiadopor el Programa de Investigación de Jóvenes Investigadores de la Fuerza Aérea, y el trabajo en Utah es apoyado principalmente por el Centro de Ciencia e Ingeniería de Investigación de Materiales de la Fundación Nacional de Ciencias de la Universidad de Utah.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Utah . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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