Científicos de Salamanca trabajan en el desarrollo de transistores más potentes para telecomunicaciones
JPA/DICYT Científicos del Grupo de Investigación en Dispositivos Semiconductores de la Universidad de Salamanca trabajan en la simulación del comportamiento de transistores de alta tecnología que se utilizan en telecomunicaciones. La idea es buscar alternativas a los dispositivos convencionales para poder trabajar con señales cada vez de más alta frecuencia, es decir, capaces de transmitir más información más rápido. La experiencia que tiene el grupo en este campo le ha permitido renovar recientemente un acuerdo de colaboración con el Centro de Investigación y Desarrollo de la Armada (CIDA), del Ministerio de Defensa, que a su vez forma parte del proyecto europeo Korrigan, que intenta desarrollar estos avanzados componentes microeléctrónicos.
"La simulación es importante porque fabricar dispositivos es muy caro", ha señalado el investigador Tomás González en declaraciones a DiCYT. "Si cada vez que se necesita probar un cambio hubiera que fabricarlo y medirlo, resultaría un proceso poco rentable, pero simulándolo podemos decirle al fabricante lo que va a pasar a la hora de realizar cambios en un dispositivo", asegura el responsable del grupo salmantino, que trabaja en colaboración con un laboratorio de referencia situado en Lille (Francia), donde se llevan a cabo los experimentos con materiales reales.
Los dispositivos electrónicos trabajan con señales que van cambiando en el tiempo, una vez por segundo o miles de millones de veces por segundo y ese cambio es lo que permite transmitir información. Por ejemplo, los circuitos digitales están basados en señales de ceros y unos que van cambiando. De esta forma, "si queremos trabajar muy deprisa, tenemos que construir dispositivos que respondan a cambios de la señal muy rápidos, por eso, nuestros dos grandes objetivos son disminuir las dimensiones y trabajar cada vez en frecuencias más altas", apunta el experto.
Los modelos con los que trabaja el equipo de la institución académica salmantina representan dispositivos tan diminutos que se sitúan "cerca de la Nanoelectrónica", es decir, con fracciones de una micra, la milésima parte de un milímetro. Un potente simulador informático desarrollado por los propios científicos de la Universidad de Salamanca le permite realizar estos modelos basados en lo que se conoce como técnica de simulación Montecarlo. "Hay dos formas de prever el comportamiento de estos semiconductores, mediante ecuaciones matemáticas que describen su funcionamiento, o mediante la simulación directa, que es lo que hacemos nosotros, para ver cómo se mueven en los dispositivos tanto los electrones como los huecos, es decir, simulamos directamente lo que pasa dentro”, señala.
Señales de gran potencia
El semiconductor más utilizado es el silicio, pero los científicos trabajan con otros para ciertas aplicaciones, como los denominados III-V, del grupo III o V del sistema periódico. En este grupo se inscribe el proyecto del Ministerio de Defensa, que busca mejorar los transistores de GaN (nitruro de galio). Estos dispositivos son especialmente buenos para señales de gran potencia, porque son muy resistentes, y ofrecen las mejores soluciones, por ejemplo, para bases de telecomunicaciones que necesitan trabajar con mucha potencia de señal para alcanzar distancias grandes.
En concreto, el grupo de Tomás González está especializado en el análisis del ruido electrónico, es decir, "si un dispositivo da una señal con demasiadas fluctuaciones, vemos cómo reducir las anomalías, qué características tienen y qué las provocan, puesto que con más ruido que señal no se puede trabajar". La frecuencia con la que trabajan se sitúa en el orden de los gigaherzios.
Además de los transistores GaN, el grupo salmantino, integrado en la actualidad por 12 personas, trabaja también en otros dispositivos, como los transistores MOSFET, los más habituales de los microprocesadores, con el mismo objetivo: lograr menores dimensiones y más frecuencia. "En un microprocesador hay miles de millones de MOSFET, el problema es que ya estamos llegando a límites en los que estos dispositivos dejan de funcionar debido a su diminuto tamaño, por eso, se buscan estructuras alternativas", aclara el experto.