Hacia un futuro electrónico post-silicio

Las nanopartículas de óxidos metálicos tienen propiedades eléctricas, magnéticas y mecánicas que permiten la producción de dispositivos transparentes mediante la deposición siguiendo un determinado patrón de sustratos flexibles a temperaturas bajas. Esa es la razón por la que están recibiendo atención generalizada como tecnología que hará posible la electrónica de próxima generación.

Para desarrollar todo su potencial, un grupo de científicos adoptó una aproximación holística en el marco del proyecto financiado con fondos europeos «Oxide materials towards a matured post-silicon electronics era» (ORAMA). El trabajo experimental de investigación sobre la síntesis de materiales óxidos adecuados para dispositivos electrónicos de visualización y sensores químicos utilizó como guía el modelado de las propiedades de los materiales.

La síntesis de materiales se centra en óxidos semiconductores activos y óxidos conductores transparentes pasivos con estructuras binarias, ternarias y cuaternarias. Los ensayos de las propiedades eléctricas de los materiales óxidos se están llevando a cabo mediante técnicas convencionales y también con el método de los cuatro coeficientes (M4C).

El método M4C se basa en la determinación de todos los coeficientes relativos a efectos de transporte termomagnético de las muestras ensayadas, a saber los de resistividad, Hall, Seebeck y Nernst. Este nuevo método desarrollado en el transcurso del proyecto permite la caracterización de óxidos metálicos con características de transporte por debajo del nivel de ruido de Johnson.

Los nuevos materiales óxidos encuentran un amplio rango de aplicaciones. El trabajo de investigación realizado dentro del proyecto ORAMA se centra, no obstante, en pantallas táctiles con matrices de diodos emisores de luz orgánicos y nuevos conceptos de iluminación y sensores que resultan de interés para el sector automovilístico. Se han desarrollado tres prototipos, que son el resultado de un esfuerzo de colaboración entre distintas organizaciones, para demostrar las posibilidades de utilización de los nuevos materiales en productos concretos.

En una fase temprana del proyecto se desarrolló una pantalla de matriz activa superpuesta sobre un sensor de presión flexible con el fin de obtener información del conductor y proporcionarle feedback. Un segundo prototipo demuestra la posibilidad de integrar iluminación en los recubrimientos funcionales de las lunas. Por último, un sensor de tipo p que sirve para monitorizar la calidad del aire en el interior del habitáculo funciona a temperaturas más bajas que los sensores actualmente disponibles en el mercado.

El proyecto ORAMA se beneficia de la experiencia de los punteros institutos de investigación y desarrollo y colaboradores industriales europeos que son miembros del consorcio. La investigación en curso les ayuda a identificar el potencial que encierran las nanopartículas de óxidos metálicos. Por otro lado, los resultados del proyecto servirán para mostrar y narrar sus muchas ventajas a una comunidad más amplia.