Científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en los EE. UU. publicaron un estudio en Applied Physics Letters donde presentan la idea de usar diamantes como semiconductores de banda prohibida ultra ancha para alimentar de manera más efectiva la red eléctrica, las locomotoras e incluso los automóviles eléctricos.
En su artículo, los investigadores dijeron que se ha demostrado que los diamantes tienen una movilidad de portadora superior, un campo eléctrico de ruptura y una conductividad térmica, las propiedades más importantes para alimentar dispositivos electrónicos.
Las gemas también se volvieron especialmente deseables después del desarrollo de un proceso de deposición de vapor químico para el crecimiento de monocristales de alta calidad.
Con base en este conocimiento previo, el equipo del LLNL exploró las propiedades de los diamantes sintéticos que son de mayor calidad que los naturales.
“Nos dijimos a nosotros mismos ‘tomemos este diamante CVD puro de alta calidad e irradiémoslo para ver si podemos adaptar la vida útil del portador” dijo Paulius Grivickas, autor principal de un artículo, en un comunicado de prensa.
Grivickas explicó que en los dispositivos fotoconductores, la mejor combinación de conductividad y respuesta de frecuencia se logra mediante la introducción de impurezas, que controlan la vida útil de la recombinación de portadores. En los diamantes, una alternativa barata y fácil a este enfoque es la irradiación con electrones, donde los defectos de recombinación se crean al sacar los átomos de la red fuera de lugar.
“Finalmente, logramos comprender qué defecto de irradiación es responsable de la vida útil del portador y cómo se comporta el defecto en el recocido a temperaturas tecnológicamente relevantes”, dijo el investigador.
Los interruptores de diamante fotoconductores producidos de esta manera se pueden usar, por ejemplo, en la red eléctrica para controlar las sobrecargas de corriente y voltaje, que pueden dañar el equipo. “Los interruptores de silicio actuales son grandes y voluminosos, pero los basados en diamantes pueden lograr lo mismo con un dispositivo que podría caber en la punta de un dedo”, dijo Grivickas.
El científico señaló que sus hallazgos también tienen aplicaciones en sistemas de suministro de energía donde existe la posibilidad de una generación de energía de radiofrecuencia de clase megavatio, lo que requiere la optimización de la respuesta de alta frecuencia de los diamantes.
Noticia tomada de: MINING / Traducción libre del inglés por World Energy Trade
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