El semiconductor especial fabricado por China podría permitir la creación de radares más compactos para aviones furtivos
"Esto ofrece una nueva perspectiva para la futura integración de dispositivos de alta potencia"
Un grupo de investigadores de la Universidad de Pekín ha descubierto un nuevo tipo de óxido de galio (Ga₂O₃) que podría utilizarse para alimentar la próxima generación de semiconductores. La investigación, de prosperar, podría emplearse para desarrollar sistemas electrónicos de radar muy potentes y compactos para aplicaciones como aviones furtivos y cazas.
Al momento de escribir estas líneas, la mayoría de los sistemas de radas dependen en gran medida de semiconductores como el arseniuro de galio (GaAs) o el nitruro de galio (GaN) para funcionar. Por ejemplo, los cazas más actuales utilizan un radas de barrido electrónico activo (AESA), que consta de miles de pequeños módulos transmisores/receptores denominados módulos T/R.
La tecnología AESA ha mejorado con el tiempo, y la de segunda generación, que se utiliza en aeronaves como el F-25 Lightning II y los J-20 y J-35 chinos, es mucho más eficiente y potente que el GaAs, lo que se traduce en un mayor alcance de detección, una mejor resistencia a las interferencias y un menor consumo energético.
El óxido de galio podría ser la clave para el inicio de la tercera generación de sensores AESA
Debido a sus ventajas, muchas fuerzas aéreas del mundo (por no decir casi todas) buscan actualizarse a GaN lo antes posible, y el óxido de galio podría ser la clave para el inicio de la tercera generación de sensores AESA. Wu Zhenping, líder del equipo, declaró: "Si logramos integrar la extrema estabilidad del óxido de galio, un semiconductor de alta temperatura, con las capacidades de almacenamiento de los materiales ferroeléctricos, podremos abordar un desafío clave para la electrónica multifuncional en entornos extremos: lograr tanto un procesamiento de alta potencia como un almacenamiento no volátil".
El investigador añadió: "Esto ofrece una nueva perspectiva para la futura integración de dispositivos de alta potencia". A pesar de lo prometedor que parece el hallazgo, hay que tener en cuenta que todavía se encuentra en fase experimental y puede que tarde un tiempo en utilizarse en sistemas de radar militares (si es que llega a utilizarse en el futuro).
La investigación se basa en el descubrimiento de una fase cristalina específica del óxido de galio, conocida como óxido de galio kappa, que presenta ferroelectricidad estable a temperatura ambiente, lo que permite almacenar datos intrínsecamente como un dispositivo de memoria, al tiempo que funciona como un componente transmisor de alta potencia.
Al integrar el manejo de energía y la memoria no volátil en un solo material, el óxido de galio kappa elimina la necesidad de componentes separados, lo que reduce drásticamente el tamaño del sistema, disminuye el consumo de energía y aumenta la resistencia en entornos extremos, precisamente las condiciones a las que se enfrentan los radares montados en aviones de combate y los sistemas de guiado de misiles.
"Si logramos integrar la extrema estabilidad del óxido de galio, un semiconductor de alta temperatura, con las capacidades de almacenamiento de los materiales ferroeléctricos, podremos abordar un desafío clave para la electrónica multifuncional en entornos extremos: lograr tanto un procesamiento de alta potencia como un almacenamiento no volátil. Esto ofrece una nueva perspectiva para la futura integración de dispositivos de alta potencia", informó.