Artefactos electrónicos de uso diario como radios, televisores, computadoras tienen un componente en común con tecnologías de punta como satélites y radares: todos llevan transistores en su interior.
Hay diferentes tipos de transistores, pero todos están formados por materiales semiconductores y cumplen básicamente dos funciones: como interruptor, dejar pasar o cortar señales eléctricas a partir de una pequeña señal de mando, y como un elemento amplificador de señales.
El desarrollo de transistores facilitó, en gran medida, el diseño de circuitos electrónicos de reducido tamaño, versatilidad y facilidad de control. Antes de aparecer los transistores, los aparatos a válvulas tenían que trabajar con tensiones bastante altas, tardaban más de 30 segundos en empezar a funcionar y, en ningún caso, podían funcionar a pilas, debido al gran consumo que tenían.
Un grupo de investigadores de la Universidad Nacional de San Martín (Unsam) y la Comisión Nacional de Energía Atómica logró desarrollar en el país el primer transistor capaz de ser utilizado en antenas de satélites y radares.
Se trata de un paso relevante, dado que el de los componentes de radiofrecuencia de alta potencia es un sector comercial protegido.
“La idea del desarrollo surge de la necesidad de contar con transistores y amplificadores de alta frecuencia y potencia para aplicaciones en sistemas de comunicaciones tanto terrestres, como satelitales de fabricación nacional, dado que para algunas aplicaciones existen restricciones en la venta desde los países desarrollados hacia países en vías de desarrollo”, señala Juan Bonaparte, jefe del laboratorio de microfabricación que funciona en el Centro Atómico Constituyentes.
“Son transistores que ocupan un nicho específico. Cada radar de última generación está compuesto por cientos o incluso miles de estos transistores que cumplen funciones de transmisión de gran cantidad de datos, en poco tiempo, con mucha potencia, a muy alta frecuencia”, explica.
Los investigadores que lograron este desarrollo integran el nodo Nanotec, creado en el año 2008 para el diseño, fabricación y caracterización de micro y nanodispositivos para aplicaciones en salud, seguridad y el área espacial.
Alberto Lamagna, doctor en física y director científico del proyecto, cuenta a Página/12: “En los últimos años trabajamos en desarrollos tecnológicos ‘sensitivos’ para aplicaciones espaciales y para defensa. Nos dimos cuenta de que en nuestro país había necesidad de contar con la tecnología de transistores de radiofrecuencia de potencia para radares y antenas porque no pueden comprarse libremente en el mercado”.
“Este tipo de proyectos tecnológicos aplicados a sustitución de importaciones es un aporte a la cadena de valor”, sostiene Bonaparte. Al respecto, Lamagna afirma: “Este prototipo a escala laboratorio es un primer paso hacia la independencia tecnológica en el campo de las telecomunicaciones para aplicaciones espaciales y para la defensa”.
Por cierto, se trata de un componente que encaja en el Plan Espacial Argentino y que tiene como potenciales usuarios a la Comisión Nacional de Actividades Espaciales (Conae), Invap y otras empresas que desarrollan equipos de radiofrecuencia en telecomunicaciones, radares y satélites.
Su desarrollo está basado en el reciente descubrimiento de un nuevo sistema de materiales en base al nitruro de galio y aluminio, que permite llegar a frecuencias más altas, por lo que dos transistores logran lo que cien de los anteriores.
La primera etapa de desarrollo nació desde la Secretaría de Innovación y Transferencia de Tecnología de la Unsam con un equipo coordinado por Christian Kristukat, doctor en física recientemente radicado en el país, doctorado por la Universidad Técnica de Berlín, con experiencia en la industria de semiconductores.
“Nuestro principal objetivo no fue hacer publicaciones, sino el desarrollo de aplicaciones concretas y, al cabo de un año de trabajo, hemos logrado un transistor con conocimiento argentino”, sostiene Kristukat, que se presenta a sí mismo como “tecnólogo” y explica las diferencias del sistema científico de nuestro país con el de Alemania: “La enorme mayoría de los físicos desarrollan allá un trabajo aplicado; el sistema académico alemán no absorbe a más del 5 por ciento de los físicos cuando salen de la universidad. La mayoría de los físicos no trabaja como docente, sino en el sector industrial y en empresas de tecnología”.
“Es muy interesante la oportunidad de estar coordinando en la Argentina un proyecto tecnológico de punta como éste, porque allá somos muchos los tecnólogos, por lo tanto con suerte uno puede aspirar a desarrollar algún tornillo de un proyecto grande”, dice en diálogo con Página/12.
–¿Cuál es el principal desafío tecnológico del desarrollo de estos transistores?
–El desarrollo de su arquitectura, que es a escala microscópica y se basa en un sustrato de semiconductores. Se depositan varias capas de nitruro de galio y aluminio que forman una heteroestructura, no homogénea, y en una capa se forma un lago de electrones, allí funciona una llave que se abre y cierra para dejar pasar o no, los electrones, todo a una escala muy pequeña.
–¿Cómo observa usted la vinculación de la ciencia argentina con los proyectos de desarrollo industriales o productivos?
–En la Argentina hay una tradición más científica que tecnológica. El paso no se ha dado, falta la conexión, pero de a poco muchos investigadores como los de nuestro equipo se animan a avanzar hacia el desarrollo de productos y aplicaciones concretas.
–¿En qué fase se encuentra hoy el desarrollo de este transistor?
–El diseño y los estudios teóricos de simulación de este primer transistor se hicieron en la Argentina y el primer prototipo se hizo en Alemania; ahora estamos por empezar la fabricación de una segunda serie de prototipos, esta vez en los laboratorios argentinos.
Por Raúl Dellatorre
Nadia AbuShaban @NadiaAbuShaban
