Científicos proponen modelo que podría alargar la vida de dispositivos electrónicos

Una investigación chileno-francesa ha propuesto un nuevo modelo que puede ayudar a alargar la vida de los dispositivos electrónicos. El estudio se ha publicado en la revista Physical Review Applied y su trabajo en Chile fue liderado por la investigadora Karin Alfaro, del Instituto Milenio de Óptica MIRO.

“Lo que hicimos fue postular un modelo matemático para la oxidación de películas delgadas que contienen aluminio, muy abundante en la electrónica contemporánea”, explica Karin Alfaro, también estudiante del Doctorado en Ciencias Físicas y Matemáticas, de la Facultad de Ciencias de la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso.

La investigación se centró en la interfaz , que es como denominan los científicos al límite que separa la parte oxidada de la no oxidada. «Aquí descubrimos que la forma de dicha interfaz (su geometría) puede mejorar las propiedades de ciertos dispositivos. Por ejemplo, en un láser tipo VCSEL (como el que hay dentro de algunos celulares) su haz de luz puede aumentar su intensidad o podría requerir menos energía para hacerlo funcionar”, agrega Alfaro.

Este trabajo es sumamente interesante “porque ataca un problema fundamental en la tecnología de láser y materiales basados en semiconductores, como es la oxidación”, explica Marcel Clerc, académico del Departamento de Física FCFM de la Universidad de Chile y Subdirector del Instituto Milenio de Óptica MIRO.

Karin Alfaro

El desafío de trabajar a escalas micrométricas

Para llegar a este logro, los científicos tuvieron que manipular experimentalmente las películas, que son aproximadamente del ancho de un cabello humano, y luego describir los cambios de la interfaz utilizando modelos teóricos apoyados de simulaciones numéricas. “Fue algo muy desafiante. Sin ir más lejos, antes de esta investigación, los modelos teóricos no podían describir la evolución de la geometría… pero eso ya es pasado”, señala Alfaro.

Para lograr lo anterior, en la Universidad de Toulouse se utilizaron cámaras de vacío, cámaras de adquisición de imágenes de alta resolución y una sala limpia para la preparación de la muestra, mientras que en Chile fueron requeridos computadores con alto poder de cálculo.

Con esos datos, los científicos chilenos llevaron a cabo el diseño de un modelo que logró predecir la geometría del frente de oxidación húmeda, donde Karin tuvo un papel central en la descripción teórica, además de su caracterización numérica.

Con estos resultados, el equipo espera encontrar la velocidad de dicha interfaz, así como estudiar geometrías más complejas o conocer cómo funciona el modelo en materiales que favorezcan la oxidación.

El equipo de trabajo estuvo compuesto por Karin Alfaro, su profesor guía el Doctor René Rojas Cortés, Director del Instituto de Física de la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso; el Doctor Marcel Clerc, académico del Departamento de Física de la Universidad de Chile y Subdirector del Instituto Milenio MIRO, además de científicos CNRS y de la Université de Toulouse en Francia.

Información por David Azócar, Instituto Milenio de Investigación en Óptica–MIRO.