Una imagen artística de un dispositivo semiconductor futurista que ayudará a hacer realidad la tecnología 6G. Crédito: Universidad de Bristol
Los autos autónomos que eliminan los atascos, obtener un diagnóstico de atención médica al instante sin salir de su hogar, o sentir el toque de seres queridos con sede en el continente puede sonar como la ciencia ficción.
Pero una nueva investigación, dirigida por la Universidad de Bristol y publicada en la revista Nature Electronics, podría hacer que todo esto y más un paso más cerca de la realidad gracias a un avance radical en la tecnología de semiconductores.
Los conceptos futuristas se basan en la capacidad de comunicar y transferir grandes volúmenes de datos mucho más rápido que las redes existentes. Por lo tanto, los físicos han desarrollado una forma innovadora de acelerar este proceso entre decenas de usuarios, potencialmente en todo el mundo.
El co-líder, el autor Martin Kuball, profesor de física de la Universidad de Bristol, dijo: “En la próxima década, las tecnologías previamente casi inimaginables para transformar una amplia gama de experiencias humanas podrían estar ampliamente disponibles. Los posibles beneficios también son de gran alcance, incluidos los avances en el cuidado de la salud con el diagnóstico remoto y la cirugía, las aulas virtuales e incluso el turismo de vacaciones virtuales.
“Además, existe un potencial considerable para que los sistemas avanzados de asistencia al conductor mejoren la seguridad vial y la automatización industrial para una mayor eficiencia. La lista de posibles aplicaciones 6G es interminable, y el límite es solo la imaginación humana. Por lo tanto, nuestros innovadores descubrimientos de semiconductores son muy emocionantes y ayudará a impulsar estos desarrollos a velocidad y escala”.
Se reconoce ampliamente que el cambio de 5G a 6G exigirá una actualización radical de tecnología de semiconductores, circuitos, sistemas y algoritmos asociados. Por ejemplo, los principales componentes semiconductores involucrados, en otras palabras, los amplificadores de radiofrecuencia hechos de un conductor maravilloso llamado nitruro de galio (GaN), deben ser mucho más rápidos, emitir mayor potencia y ser más confiable.
El equipo de científicos e ingenieros internacionales ha probado una nueva arquitectura, catapultando estos amplificadores GaN especiales a alturas sin precedentes. Esto se logró al descubrir un efecto de pestillo en GaN, que desbloqueó un rendimiento de los dispositivos de radiofrecuencia mucho mayor. Estos dispositivos de próxima generación usan canales paralelos que luego requieren el uso de aletas laterales de menos de 100 Nm, un tipo de transistor que controla el flujo de corriente que pasa a través de los dispositivos.
El autor principal, el Dr. Akhil Shaji, asociado de investigación honoraria de la Universidad de Bristol, explicó: “Hemos puesto a prueba una tecnología de dispositivos, que trabaja con colaboradores, llamado Superlattice Castellated Field Effect Transistors (SLCFET), en el que más de 1,000 aletas con el ancho de Sub-100 Nm ayudan a conducir las corriente. Gigahertz – 10 GHz, la física detrás de esto era desconocida.
“Reconocimos que fue un efecto de pestillo en GaN, lo que permite el alto rendimiento de la radiofrecuencia”.
Luego, los investigadores debían identificar exactamente dónde ocurrió este efecto, mediante simultáneamente utilizando mediciones eléctricas ultra precisas y microscopía óptica, por lo que podría estudiarse y entenderse más a fondo. Después de analizar más de 1,000 hallazgos de aletas, ubicaron este efecto en la aleta más amplia.
El profesor Kuball, quien también es presidente de la Royal Academy of Engineering en tecnologías emergentes, agregó: “También desarrollamos un modelo 3D utilizando un simulador para verificar aún más nuestras observaciones. El siguiente desafío fue estudiar los aspectos de confiabilidad del efecto de pestillo para aplicaciones prácticas. Las pruebas rigurosas del dispositivo durante una duración larga de tiempo mostraron que no tiene ningún efecto deterioro en la confiabilidad del dispositivo o el rendimiento.
“Encontramos que un aspecto clave que impulsa esta confiabilidad era una capa delgada de recubrimiento dieléctrico alrededor de cada una de las aletas. Pero la conclusión principal era clara: el efecto del pestillo puede explotarse para innumerables aplicaciones prácticas, lo que podría ayudar a transformar las vidas de las personas de muchas maneras diferentes en los años venideros”.
Los próximos pasos para los investigadores incluyen aún más el aumento de la densidad de potencia que los dispositivos pueden ofrecer, para que puedan ofrecer un rendimiento aún mayor y servir al público más amplio. Los socios de la industria también traerán tales dispositivos de próxima generación a un mercado comercial.
Más información: Akhil S. Kumar et al, dispositivos multicanal de nitruro de galio con pendientes de suministro de subcoltres de radiofrequencia inducidos por el pestillo (2025) inducidos por la década. Doi: 10.1038/s41928-025-01391-5
Proporcionado por la Universidad de Bristol
Cita: los semiconductores de próxima generación podrían sobrealimentar la entrega 6G (2025, 22 de mayo) Recuperado el 22 de mayo de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-05-generation-semiconductors-superge-6g-delivery.html
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