Investigación de materiales electrónicos de potencia mediante irradiación de alta energía.

Un equipo de investigación de ETH Zúrich desarrollar y caracterizar dispositivos de carburo de silicio para electrónica de potencia, recientemente pasó un tiempo en el Centro Científico del Acelerador ANSTO para utilizar una línea de luz especializada en sus investigaciones.

La profesora Ulrike Grossner, líder del Laboratorio Avanzado de Semiconductores de Potencia en ETH Zurich, dijo que el posicionamiento preciso del haz y el conjunto de iones disponibles en el acelerador Sirius eran perfectos para el tipo de investigación que su equipo estaba explorando.

Con base en Suiza, el equipo del profesor Grossner viajó al Centro para la Ciencia de Aceleradores porque hay muy pocas instalaciones en el mundo donde se pueda llevar a cabo esta investigación, donde la instalación ANSTO destaca por su alta flexibilidad y precisión.

El acelerador Sirius ha sido optimizado para pruebas de radiación de componentes electrónicos, dispositivos de energía y tecnologías fotovoltaicas.

El equipo de ETH contó con la asistencia de la científica de aceleradores Dra. Stefania Peracchi, quien tiene experiencia en tecnologías de aceleradores para probar los efectos de la radiación para la investigación espacial, junto con el científico senior de instrumentos Dr. Zeljko Pastuovic y el ingeniero en mecatrónica Dr. Ryan Drury.

El equipo de ETH Zurich evalúa y optimiza materiales y dispositivos para mejorar su rendimiento y confiabilidad.

«Tenemos experiencia específica en carburo de silicio (SiC), un nuevo material semiconductor prometedor para la electrónica de potencia», afirmó el profesor Grossner.

«Aún hay muchas cosas que no sabemos sobre este material».

«Tuvimos la oportunidad de conocer la instalación única de microhaces de CAS a través de una presentación realizada por Stefania en una conferencia internacional sobre los efectos de la radiación en la electrónica. Nos dimos cuenta de que habría sido una gran oportunidad para utilizar sus capacidades de irradiación de precisión, por lo que presentamos una propuesta», dijo la científica principal Corinna Martinella.

El grupo utilizó la línea de microhaces para avanzar en la comprensión de los efectos de la radiación en áreas específicas de componentes que fueron irradiados con precisión micrométrica utilizando protones enfocados y haces de iones más pesados.

«La instalación es única porque ofrece la oportunidad de explorar los efectos de la radiación, lo que permite cambios de diseño que resultan en un endurecimiento por radiación».

Trajeron varias muestras y prepararon un entorno de muestra personalizado para irradiar los pequeños componentes electrónicos.

«Estamos muy agradecidos con Stefania por su ayuda en la planificación de la campaña experimental y por toda la información sobre el instrumento que permitió a nuestro equipo construir este portamuestras para la cámara del instrumento antes de nuestra llegada», dijo el profesor Grossner.

La visita fue una oportunidad para que los miembros del equipo adquirieran experiencia práctica en el uso de la irradiación con haces de iones.

El equipo estuvo integrado por dos estudiantes de doctorado, Helton Gonçalves de Medeiros y Manuel Belanche Guadas, que trabajaron en la preparación de muestras, irradiaciones y realizarán análisis post-irradiación.

«Durante la visita también exploramos una posible colaboración entre ANSTO y ETH Zurich, que permitirá investigar otras cuestiones en el campo de la dureza de la radiación de los dispositivos de SiC en entornos hostiles como el espacio y la física de altas energías», dijo el Doctor.

La profesora Grossner dijo que estaba muy satisfecha con los experimentos y ya está pensando en otras ideas para probar con aceleradores.

Ella espera que el equipo tenga publicaciones futuras en revistas relacionadas con la investigación.