La investigación permitirá obtener información para fabricar materiales con mayor eficiencia en el procesamiento, emisión y recepción de la información
Texto y fotos: Gregorio De Gracia | Semanario la UP
La Escuela de Física de la Universidad de Panamá (UP) ha puesto en marcha una investigación sobre los materiales que poseen algunos semiconductores o microchips titulada “Espectroscopia de armónicos altos en materiales cuánticos: hacia nuevos semiconductores”.
La investigación, calificada de ambiciosa por el físico e investigador, doctor Agustín Alexis Chacón Salazar, en calidad de asesor,busca estudiar propiedades conductoras y aislantes de los diversos materiales, en un tipo de microchip específico. Es decir, determinar a qué clase de conductor-aislante pertenecen.
El estudio, en el que participan cuatro estudiantes de la Facultad de Ciencias Naturales, Exactas y Tecnología (Facinet), se realiza a través del resultado de la radiación electromagnética emitida por la interacción de un láser con el material en estudio, por ejemplo, un cristal, en este caso, materiales cuánticos.
El control de los materiales cuánticos es valioso para elaborar nuevos transistores. Por consiguiente, es básico para la fabricación de la nueva generación de microchips.
La investigación permitirá obtener información para fabricar materiales con mayor eficiencia en el procesamiento, emisión y recepción de la información. De igual forma, para construir microchips más robustos ante deformaciones mecánicas, disipaciones de energía, y ante los cambios de temperatura.
El control de estos materiales será ideal para diagnosticar las fases en las que están. Esto permite al fabricante desarrollar y diseñar sus dispositivos sin temor a que los materiales no soporten la exigencia requerida.
Otro objetivo de la investigación es controlar ópticamente las fases y transiciones topológicas mediante la combinación de 2 pulsos láseres focalizados en Seleniuro de Bismuto (Bi2Se3). Propiedades topológicas se refiere a los materiales que, al ser deformados y perturbados, a altas temperaturas, mantienen invariables las propiedades de conducción eléctrica.
El centro independiente de investigación y desarrollo de nanoelectrónica y desarrollador de microchips, Imec, define el microchip como una pequeña pieza de material semiconductor, generalmente silicio, que contiene una red compleja de circuitos electrónicos. Estos circuitos pueden incluir millones o miles de millones de componentes, que controlan, limitan y almacenan energía eléctrica: transistores, resistencias, condensadores, etc.
Bryan Lorenzo, estudiante de cuarto año de Física (tesis), trabaja en la referida investigación a través del proyecto Generación de Armónicos de Orden Alto con Materiales. El esfuerzo lo lleva adelante en colaboración con la Universidad del Estado de Ohio en Estados Unidos.
Publicidad
Lorenzo concluye que se ha demostrado que el espectro de armónicos o luz emitida por un material cuántico sujeto a un láser, puede codificar información del material.
Víctor Bernal, estudiante de tercer año de Física también colabora en la investigación mediante el proyecto “Control de la fase topológica del Seleniuro de Bismuto (Bi2Se3)” con Los Alamos National Laboratory (LANL).
Señala que un experimento de prueba y sondeo demostró que se puede controlar la fase topológica del material, Bi2Se3. Esto significa que se pudo pasar de una fase conductora a una fase aislante (no conductora).
Daniela Vargas, estudiante de cuarto año de Física, quien forma parte del estudio en referencia, y que trabaja con el respaldo de la Universidad de Stanford, Estados Unidos, indica que las pruebas realizadas durante las fases de la investigación demostraron que la luz emitida por los Weyl semimetals, TaAs (caracterización mediante generación de armónicos de orden alto) puede contener información valiosa acerca de las propiedades topológicas que pueden ser controladas y aplicadas.
Agrega que, pese a que esto aún se estudia, es un eslabón clave para contribuir al desarrollo de dispositivos electrónicos más avanzados.
Al respecto de los avances presentados por Vargas, el profesor Chacón señala que los resultados teóricos han sido comparados con los resultados experimentales de los doctores David Reis y Shambhu Ghimire de Stanford University, que presentan una buena concordancia. Esto permite comparar los resultados de ambos modelos matemáticos para comprender el origen físico del espectro observado.
Josué González, estudiante de cuarto año de Física, que en su caso trabaja en el proyecto “Caracterización de Multy-Weyl Semimetals”, revela que los resultados obtenidos permitirían obtener una interpretación física de los hallazgos teóricos encontrados en la investigación, al compararlos con los resultados experimentales. De esta manera, se abriría la puerta a posibles aplicaciones prácticas para estos materiales en el área de la electrónica.
El doctor Chacón recomendó a las empresas dedicadas al desarrollo de transistores y microchips, ya sean nacionales o internacionales, considerar la utilización de estos materiales para potenciar sus dispositivos electrónicos.
También, recomendó a la Secretaria Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación (Senacyt) brindar apoyo económico como respaldo a este tipo de proyectos, mediante becas para estudiantes de licenciatura en Física, estancias internacionales, cobertura de conferencias y financiamiento de equipos computacionales entre otros.
Texto y fotos: Gregorio De Gracia | Semanario la UP
