Científicos españoles desarrollan un semiconductor de altas prestaciones

Los circuitos integrados forman parte de infinidad de dispositivos de la vida diaria. Más o menos avanzados, según las necesidades de cada aparato, hacen posibles los viajes en avión, la radio, las telecomunicaciones, las lavadoras y los automóviles, es decir, todo aquello que utiliza la electrónica. La discusión entre investigación básica y aplicada no existe en este campo, en el que los desarrollos pasan a ser productos a la velocidad de vértigo que la industria exige. Un equipo español ha desarrollado un método para hacer estructuras semiconductoras de muy altas prestaciones.

Aplicaciones

"En este campo no hay distancia entre la investigación y la tecnología, hay una continuidad entre el laboratorio y la industria. Por ejemplo, en el caso de los discos duros para los ordenadores, cada dieciocho meses se está duplicando su memoria o capacidad de almacenamiento por centímetro cuadrado, y eso obliga a que los tiempos de desarrollo de un producto a partir de nuevos avances científicos sean muy pequeños", dice Fernando Briones, investigador del Instituto de Microelectrónica de Madrid, IMM, del CSIC. En el campo de la microelectrónica, que ya está entrando en el dominio de la nanoelectrónica, "los descubrimientos básicos van a tener implicaciones industriales directas e inmediatas".

Transistores

Una de estas posibles implicaciones inmediatas la tiene un desarrollo hecho por Fernando Briones y Juan Pedro Silveira, del IMM, junto a colegas del Laboratorio Lawrence, en Berkeley, EE UU. Estos investigadores han descubierto que los átomos de galio y de antimonio tienen unos coeficientes de autodifusión de hasta tres órdenes de magnitud de diferencia cuando forman parte de un semiconductor formado por los dos elementos. El movimiento menor de los átomos de antimonio "permite hacer heteroestructuras muy abruptas, con interfaces muy bien definidas. Sabes que los átomos no se van a mover, lo que permite usarlo para múltiples aplicaciones".Para poder hacer este experimento, los investigadores han utilizado isótopos de galio y de antimonio, concretamente galio 67 y 71 y antimonio 121 y 123. "Son isótopos estables, no radiactivos. Nosotros necesitamos átomos isotópicamente puros para poder hacer el experimento. Con estos átomos en la estructura, a la que sometemos a un tratamiento térmico, podemos ver qué ocurre con cada uno de ellos", explica Briones.

"Lo que nosotros sabemos hacer mejor que otros laboratorios", continúa, "y por eso vienen aquí los estadounidenses, es fabricar heteroestructuras semiconductoras mediante la técnica de epitaxia de haces moleculares utilizando estos isótopos, que, por cierto, cuestan dos millones de pesetas por gramo, sobre obleas de arseniuro de galio. La única patente que tiene España en explotación en EE UU en este difícil campo de los procesos avanzados para la fabricación de semiconductores es nuestra, de este instituto, de 1994".

La compleja máquina diseñada hace diez años por Briones y su equipo del IMM, versiones de la cual comercializa una empresa internacional, permite fabricar estos semiconductores en las condiciones adecuadas. "La verdad", dice Briones, "es que nuestro laboratorio tiene un notable reconocimiento internacional, basado en muchos años de trabajo en este campo de la nanoelectrónica".

Los transistores de alta tecnología realizados con estas heteroestructuras se utilizan, entre otras aplicaciones, para fabricar radares de proximidad, sistemas de telecomunicaciones, teléfonos portátiles de alta gama y comunicaciones espaciales, es decir, para aquellos sistemas que requieren una gran velocidad de transmisión de datos y que, por tanto, utilizan frecuencias ultraaltas.Por ejemplo, en el sector automovilístico están ya muy avanzados los desarrollos para este tipo de radares direccionales en vehículos, de manera que, en casos de niebla o ante cualquier otra contingencia, permitan evitar los accidentes por alcance.

"Se trata de un mercado muy grande el que se abre para estos transistores", dice Briones. Y es que las aplicaciones de la nanotecnología están tan presentes en nuestra vida que los expertos ya aseguran que la tercera revolución industrial será la revolución de lo extremadamente pequeño.

Ramón Compañó, encargado de la iniciativa comunitaria de nanotecnología para las tecnologías de la información, es uno de los expertos europeos que tienen una visión más amplia de lo que ocurre en este campo en todo el mundo.

"En pocos años la microelectrónica va a tenerse que llamar nanoelectrónica. Esto se debe a que las nuevas aplicaciones requieren circuitos integrados con cada vez más prestaciones y al mismo tiempo más pequeños", dice Compañó. "La industria de la microelectrónica es, por lo tanto, el gran motor que empuja hacia la nanotecnología, pues de ello depende su sobrevivir. Pero no hay que olvidar que hay muchas otras áreas que están despegando, como la nanobiotecnología, las aplicaciones médicas o los materiales".

Desde la atalaya de Bruselas, Compañó observa que "existen excelentes investigadores en nanotecnología en España, además del grupo del IMM en el caso de los microscopios de efecto túnel".

Nanoelectrónica

"La Comisión Europea financia la investigación a través de varios programas", explica Ramón Compañó. "En los cuatro años del IV Programa Marco, la contribución comunitaria para el conjunto de actividades de nanotecnología superó los 120 millones de euros, y se va a incrementar este presupuesto".

Por capítulos, el sector más importante es el de la nanoelectrónica, seguido de los nanomateriales y nanobiotecnología, explica Compañó. "Y la tendencia es al alza. Por ejemplo, en el programa de nanoelectrónica, llevamos invertidos entre 1999 y 2000 más de 20 millones de euros, lo que supera ya el volumen de 17,3 millones que se dedicó a este campo entre 1996 y 1999".

Estos 20 millones de euros que ha invertido el programa Tecnologías futuras y emergentes para la sociedad de la información sirven para financiar la investigación en nanoelectrónica de unos 50 o 60 grupos europeos distribuidos en una veintena de proyectos. Pero la suma parece insuficiente, pues para enero del año que viene ya está prevista la siguiente convocatoria. "La nanoelectrónica está en plena ebullición", dice Compañó.