A medida que mejora el rendimiento de los dispositivos electrónicos, el problema del sobrecalentamiento se ha convertido en un factor clave que limita su desarrollo. La acumulación de calor causada por la pérdida de energía cuando los electrones atraviesan los materiales no solo ralentiza la velocidad del dispositivo, sino que también puede causar fallos e incluso detener su funcionamiento. Para enfrentar este desafío, los investigadores están explorando activamente nuevos materiales semiconductores, particularmente materiales de banda ultra ancha (UWBG), como el óxido de galio, el nitruro de aluminio-galio y el diamante, con el fin de revolucionar los productos electrónicos de próxima generación en energía, salud y comunicaciones.

Los materiales de banda ultra ancha, con sus excelentes propiedades eléctricas y resistencia al calor, se han convertido en un foco de investigación. El profesor asistente de ingeniería mecánica Georges Pavlidis señaló que los materiales UWBG pueden soportar voltajes de hasta 8.000 voltios y operar de manera estable en entornos de alta temperatura por encima de 200°C, proporcionando posibilidades para la miniaturización y eficiencia de los dispositivos electrónicos. Sin embargo, su alto costo, dificultad de fabricación y el desafío de medir con precisión su comportamiento térmico siguen siendo cuellos de botella en la investigación actual.

Para superar estos obstáculos, el profesor Pavlidis colaboró con colegas de la Universidad de Connecticut y el Laboratorio de Investigación Naval de EE.UU. para explorar nuevos métodos de medición de temperatura en dispositivos de banda ultra ancha. Sus resultados se publicaron en Applied Physics Letters en un artículo titulado "Outlook", que resume las tendencias tecnológicas emergentes e invita a más investigadores a unirse al campo. En el artículo, los investigadores propusieron varias tecnologías innovadoras, incluyendo métodos ópticos, eléctricos y de sondas de escaneo, para medir con precisión la temperatura a escala micro, proporcionando un fuerte soporte para que los ingenieros diseñen dispositivos electrónicos más rápidos y potentes.

Esta investigación fue apoyada por el Proyecto de Microelectrónica Compartida, que busca promover la comercialización de dispositivos de banda ultra ancha en electrónica de potencia. El profesor Pavlidis fue promovido este mes a miembro senior de la Asociación de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos; planea colaborar con socios en semiconductores para desarrollar estrategias asequibles para reducir la temperatura de los dispositivos de electrónica de potencia. Al romper continuamente los límites de resolución en la medición de temperatura, el laboratorio espera traer revoluciones a otras tecnologías como la computación cuántica y los circuitos fotónicos.

"Esperamos que nuestro trabajo siente las bases para el diseño térmico de la próxima generación de dispositivos UWBG", dijo el profesor Pavlidis. Con la profundización de la investigación, los materiales de banda ultra ancha prometen jugar un rol importante en la gestión térmica de dispositivos electrónicos, impulsando el desarrollo de productos electrónicos hacia mayor eficiencia y confiabilidad.