El truco es poder usar átomos de berilio en nitruro de galio. El nitruro de galio es un compuesto ampliamente utilizado en semiconductores en electrónica de consumo, desde luces LED hasta consolas de juegos. Para ser útil en dispositivos que necesitan procesar considerablemente más energía que en suSin embargo, el entretenimiento doméstico diario, el nitruro de galio necesita ser manipulado de nuevas maneras a nivel atómico.
"Existe una creciente demanda de nitruro de galio semiconductor en la industria de la electrónica de potencia. Para fabricar dispositivos electrónicos que puedan procesar las cantidades de potencia requeridas en, por ejemplo, automóviles eléctricos, necesitamos estructuras basadas en semiconductores semi-aislantes de gran área con propiedadesque permiten minimizar la pérdida de energía y pueden disipar el calor de manera eficiente. Para lograr esto, agregar berilio al nitruro de galio, o 'doparlo', es muy prometedor ", explica el profesor Filip Tuomisto de la Universidad de Aalto.
Los experimentos con dopaje de berilio se realizaron a fines de la década de 1990 con la esperanza de que el berilio demostrara ser más eficiente como agente de dopaje que el magnesio predominante utilizado en las luces LED. Sin embargo, el trabajo no tuvo éxito, y la investigación sobre el berilio se descartó en gran medida.
Trabajando con científicos en Texas y Varsovia, los investigadores de la Universidad de Aalto ahora han logrado demostrar, gracias a los avances en el modelado por computadora y las técnicas experimentales, que el berilio en realidad puede realizar funciones útiles en el nitruro de galio. El artículo publicado en Cartas de revisión física muestra que dependiendo de si el material se calienta o enfría, los átomos de berilio cambiarán de posición, cambiando su naturaleza de donar o aceptar electrones. "Nuestros resultados proporcionan un valioso conocimiento para los científicos experimentales sobre los fundamentos de cómo el berilio cambia su comportamiento durante elproceso de fabricación. Durante el proceso, mientras se somete a altas temperaturas, el compuesto dopado funciona de manera muy diferente al resultado final ", describe Tuomisto.
Si las estructuras de nitruro de galio dopadas con berilio y sus propiedades electrónicas pueden controlarse por completo, la electrónica de potencia podría pasar a un ámbito completamente nuevo de eficiencia energética.
"La magnitud del cambio en la eficiencia energética podría ser tan similar como cuando pasamos a las luces LED de las bombillas incandescentes tradicionales. Podría ser posible reducir el consumo de energía global hasta en un diez por ciento al reducir las pérdidas de energíaen sistemas de distribución de energía ", dice Tuomisto.
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Materiales proporcionado por Universidad de Aalto . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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