El cargador del iPhone 15 contiene un material con casi superpoderes: el nitruro de galio puede resistir radiaciones mortales...
El GaN podría utilizarse para garantizar la seguridad de los reactores nucleares.
El nitruro de galio (GaN) es un material semiconductor de banda ancha derivado del galio y nitrógeno. Utilizado en LEDs desde la década de 1990, destaca por su robusta estructura cristalina hexagonal y su capacidad para soportar campos eléctricos más grandes en un formato compacto en comparación con el silicio, lo que permite conmutaciones más rápidas. El primer cargador de GaN de Apple fue para el MacBook Pro de 16 pulgadas en 2021, y si tienes un iPhone 15, es probable que estés utilizando un cargador de GaN.
Las condiciones de medición dentro de un reactor
Resulta que el GaN podría ser aún más impresionante de lo que se pensaba anteriormente. Los sensores utilizados para monitorear el sistema de enfriamiento de un reactor nuclear suelen tener dificultades con la precisión debido a la radiación. Investigadores del Laboratorio Nacional Oak Ridge (ORNL, por sus siglas en inglés) del Departamento de Energía descubrieron que combinar los sensores con electrónica de alto rendimiento hecha de GaN resolvió el problema.
El equipo de ciencia de materiales de ORNL encontró que un transistor de GaN mantuvo sus operaciones cerca del núcleo de un reactor nuclear en la Universidad Estatal de Ohio. "Estamos demostrando que es excelente para este entorno de neutrones", dijo Kyle Reed, líder de la investigación en ORNL. Este avance es significativo para las instalaciones nucleares, donde la monitorización temprana de las condiciones puede prevenir fallos en el equipo y tiempos de inactividad del reactor.
El procesamiento de datos actual de los sensores depende de la electrónica basada en silicio conectada 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 robusta y precisa", señaló Reed. Investigadores en ORNL irradiaron transistores de GaN durante tres días a temperaturas de hasta 125 grados Celsius. Sorprendentemente, resistieron las condiciones, manejando al menos 100 veces la dosis de radiación que los dispositivos de silicio estándar podrían soportar.
Los microreactores, que generan salidas de energía más pequeñas pero requieren componentes compactos y resistentes, podrían beneficiarse de los transistores de GaN, y potencialmente ser desplegados en sitios como bases militares o zonas de desastre. A pesar de estar comercialmente disponibles desde hace aproximadamente una década, el GaN tiene un potencial sin explotar. "Estamos abriendo diferentes vías para utilizar el nitruro de galio, para poder empezar a crear una demanda de mercado más razonable para la inversión, la investigación y el desarrollo de la fuerza laboral para subclases de electrónica más allá de los dispositivos de consumo", afirmó Reed.