La Universidad de Cádiz participa en un proyecto europeo del diamante como semiconductor para dispositivos electrónicos de alta potencia

Los aparatos electrónicos de uso cotidiano (TV, PC, electrodomésticos, coches, trenes, aviones…) incorporan dispositivos, como diodos o transistores, que utilizan las propiedades peculiares de los materiales semiconductores. En la mayoría de los casos, el silicio es el elemento que actúa como tal; no obstante, en condiciones ambientales agresivas como altas temperaturas, altos campos eléctricos o altas corrientes eléctricas, éste no consigue funcionar correctamente y se necesita recurrir a nuevos materiales semiconductores. Es el caso del diamante, un mineral con el que científicos de todo el mundo esperan fabricar nuevos enlaces electrónicos de alta potencia más competitivos.

Los profesores Mª del Pilar Villar, Marina Gutiérrez, Concepción Fernández y Daniel Araujo conforman un grupo de trabajo en la Universidad de Cádiz que, coordinado por el investigador Araujo, participan en un importante proyecto internacional recientemente concedido dentro del Programa Marco Europeo de Investigación e Innovación Horizonte 2020 y gestionado a través de la Dirección General de Universidad y Empresa de la UCA: el proyecto GreenDiamond. A través de éste, un consorcio formado por 14 socios de seis países diferentes de la Unión Europea y capitaneados por el Centre National de la Recherche Scientifique de Francia, pretenden utilizar el diamante como semiconductor para el desarrollo de aplicaciones de electrónica de alta potencia.

«El diamante tiene una muy alta conductividad térmica (cinco veces la del  cobre) y posee un alto campo de ruptura, por ello es muy apropiado para aplicaciones en las cuales el material se calienta mucho y en las que se necesita una gran diferencia de potencial», como explica el profesor Araujo. Sin embargo, utilizar el diamante como semiconductor no es tarea fácil ya que «tenemos que trabajar primero en dopar este material, es decir, incorporar impurezas de manera controlada, para que nos sea de utilidad». El fin último es la consecución de diodos y transistores basados en diamante artificial. Dentro de este consorcio europeo, la UCA se encarga del estudio de las propiedades electrónicas del dispositivo en relación con su nanoestructura, mientras que otros grupos se encargan del crecimiento del cristal, de las operaciones de tecnología para fabricar el dispositivo, del proceso de diseño, evaluación y producción de embalaje, etc.

En el mejor de los casos, a lo largo de los tres años de ejecución de este proyecto, «pretendemos desarrollar un dispositivo electrónico para aplicaciones de potencia. Así, se fabricaría un dispositivo comercial realmente competitivo en relación a lo que hay ahora en el mercado: un convertidor AC/DC de potencia con una aplicación de 12 a 20.000 voltios, basado en diamante. Ese es nuestro objetivo final», sentencia el profesor de la UCA.