Nuevo diodo de alta eficiencia

Un equipo de investigadores en la Universidad Estatal de Oregón, en Estados Unidos,  ha fabricado un diodo de alta eficiencia que constituye un nuevo enfoque para la industria electrónica. Se trata de un dispositivo de alto rendimiento, basado en una tecnología conocida como “metal-aislante-metal” (MIM), que puede fabricarse a un costo sensiblemente menor que los diodos tradicionales. Además, este nuevo componente, que podría cambiar la electrónica del futuro, funciona a una mayor velocidad que sus predecesores.

Desde mediados de la década de 1960 los científicos han buscado un nuevo enfoque para la creación de componentes electrónicos básicos. El diodo, un dispositivo que permite el paso de la corriente eléctrica en solo un sentido, es uno de los ladrillos fundamentales de la electrónica y no ha escapado a esta búsqueda. Finalmente, y luego de décadas de espera, un descubrimiento publicado en la revista especializada Advanced Materials podría proporcionar a la industria un nuevo tipo de diodo más barato y veloz que los actuales. El componente en cuestión ha sido construido por los  investigadores en la Universidad Estatal de Oregón, y basa su funcionamiento en una especie de “sándwich” compuesto por capas de metal y aislante. "Los investigadores han estado tratando de hacer esto durante décadas, sin tener -hasta ahora- ningún éxito," dice Douglas Keszler, un  profesor de química de la OSU (Oregon State University) que es considerado como uno de los principales investigadores en este campo. “Los diodos diseñados previamente, basados en otros enfoques, siempre han tenido un bajo rendimiento. El dispositivo de la OSU representará un cambio fundamental para la industria electrónica, debido a su velocidad de operación y su bajo costo,” agrega Keszler. El secreto del éxito del nuevo componente es la forma en que logra eliminar las limitaciones que poseen otros dispositivos en cuanto a la velocidad que pueden ser atravesados por una corriente de electrones.

Los equipos electrónicos convencionales utilizan componentes basados en semiconductores -como el silicio- para controlar el flujo de electrones que circula por su interior. Aunque se trata de una tecnología lo suficientemente rápida y barata como para hacer posible el ordenador que estas utilizando en este momento, se trata de un enfoque que posee una limitación importante: su velocidad máxima de funcionamiento esta determinada por la velocidad con la que los electrones pueden moverse a través de estos materiales. La permanente necesidad de ordenadores cada vez más veloces y productos más sofisticados nos ha llevado al borde de los límites de esta tecnología. Los diodos construidos con la tecnología “metal-aislador-metal” (o MIM, por “metal-insulator-metal”) realizan la misma función que un diodo tradicional, pero de una manera diferente.  El dispositivo consiste en un aislante en medio de dos capas de metal. Durante su funcionamiento los electrones no se mueven a través del material de “forma normal”, sino que lo atraviesan a través de “túneles” que le permiten aparecer casi instantáneamente al otro lado del aislador.

"Cuando empezamos a desarrollar materiales más sofisticados para la industria de las pantallas LCD, sabíamos que este tipo de diodo era exactamente lo que necesitábamos, pero no logramos hacer que funcionen", dijo Keszler. "Ahora podemos, y probablemente serán construidos utilizando una variedad de metales baratos y fácilmente disponibles, como el cobre, el níquel o el aluminio. Además, es un componente mucho más simple, menos costoso y más fácil de fabricar.” Rápidos de reflejos, los responsables de la investigación han solicitado la patente correspondiente sobre esta nueva tecnología. La investigación que culminó con la creación de este tipo de diodo y que seguramente originará nuevas industrias y empleos de alta tecnología, se realizó en el Center for Green Materials Chemistry, con el apoyo de la Fundación Nacional de Ciencias, el Laboratorio de Investigación del Ejército y el Oregon Nanoscience and Microtechnologies Institute.