El nitruro de galio (GaN) es un material semiconductor de banda ancha derivado del galio y el nitrógeno.
Se ha utilizado en LED desde la década de 1990 y es conocido por su robusta estructura de cristal hexagonal y puede manejar campos eléctricos más grandes en un factor de forma compacto en comparación con el silicio, lo que permite una conmutación más rápida.
manzanaEl primer cargador GaN de Apple fue para la MacBook Pro de 16 pulgadas en 2021, y si tienes un iPhone 15, probablemente estés usando un cargador GaN.
Medir las condiciones dentro del reactor.
Resulta que GaN puede ser incluso más impresionante de lo que se pensaba. Los sensores utilizados para monitorear el sistema de enfriamiento de un reactor nuclear generalmente tienen dificultades con la precisión debido a la radiación. Laboratorio Nacional Oak Ridge del Departamento de Energía ORNL descubrió que la combinación de sensores con componentes electrónicos de alto rendimiento fabricados con GaN solucionaba el problema.
Un equipo de ciencia de materiales del Laboratorio Nacional de Oakland descubrió un transistor de GaN que funciona cerca del núcleo de un reactor nuclear de la Universidad Estatal de Ohio. “Estamos demostrando que este transistor es excelente para este entorno de neutrones”, dijo Kyle Reed, investigador principal del Laboratorio Nacional de Oakland. Este progreso es de gran importancia para las instalaciones nucleares, ya que el monitoreo temprano del estado puede prevenir fallas en los equipos y paradas de los reactores.
El procesamiento de datos de los sensores actuales se basa en componentes electrónicos basados en silicio conectados por cables largos, lo que introduce ruido y reduce la precisión. “Nuestro trabajo hace que la medición de las condiciones dentro de un reactor nuclear en funcionamiento sea más sólida y precisa”, señaló Reed.
Los investigadores del Laboratorio Nacional de Oakland irradiaron transistores de GaN durante tres días a temperaturas de hasta 125 grados centígrados. Sorprendentemente, estos transistores resistieron estas condiciones, ya que fueron expuestos a una dosis de radiación equivalente al menos a 100 veces la dosis que pueden soportar los dispositivos de silicio.
Los microrreactores, que generan potencias de salida más pequeñas pero requieren componentes compactos y flexibles, pueden beneficiarse de los transistores GaN y pueden implementarse en lugares como bases militares o zonas de desastre.
Aunque ha estado disponible comercialmente durante aproximadamente una década, el nitruro de galio tiene un potencial sin explotar. “Estamos abriendo diferentes caminos para el uso de nitruro de galio, de modo que podamos comenzar a crear una demanda de mercado más razonable para inversión, investigación y desarrollo de fuerza laboral para subcategorías de productos electrónicos que van más allá de la categoría de consumo”, dijo Reed.