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tpalacios@mit.edu Real Academia de Ingeniería – 26 de noviembre de 2013
Tomás Palacios Gutiérrez (Breve Biografía Científica)
tpalacios@mit.edu Real Academia de Ingeniería – 26 de noviembre de 2013
tpalacios@mit.edu Real Academia de Ingeniería – 26 de noviembre de 2013
Motivación #1: Demanda Energética Mundial
tpalacios@mit.edu Real Academia de Ingeniería – 26 de noviembre de 2013
Motivación #2:
La electrónica ha transformado nuestro mundo…
Sin embargo, el 95% de los objetos a nuestro alrededor no tienen electrónica
tpalacios@mit.edu Real Academia de Ingeniería – 26 de noviembre de 2013
Motivación #2:
Oportunidades para la electrónica ubicua
Papel de pared electrónico para
recargar sistemas
Pantallas transparentes dentro
de las ventanas y cristales
Techos fotoluminosos
Internet de las cosas
Sensores y pantallas ubícuas
Altavoces distribuidos
Producción ubicua de energía
….
tpalacios@mit.edu Real Academia de Ingeniería – 26 de noviembre de 2013
Metodología
Ingeniería
Ciencia de los Materiales
Física y Nanotecnología
Gate
Al2O3
30 nm
InAlN / AlN: 5 / 1 nm
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Nuevos (materiales + física + necesidades) =
La etapa más apasionante de la electrónica en 30 años
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Mis orígenes científico-ingenieriles…
tpalacios@mit.edu Real Academia de Ingeniería – 26 de noviembre de 2013
Mis orígenes científico-ingenieriles…
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Mis orígenes científico-ingenieriles…
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Resumen de mi trabajo (en 6 máximas)…
tpalacios@mit.edu Real Academia de Ingeniería – 26 de noviembre de 2013
Si no se encuentra una aplicación… se necesita seguir buscando
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Si no se encuentra una aplicación… se necesita seguir buscando
tpalacios@mit.edu Real Academia de Ingeniería – 26 de noviembre de 2013
Es importante el fijarse metas (casi) imposibles
https://eed.llnl.gov/flow/images/LLNL_Energy_Chart300.jpg
tpalacios@mit.edu Real Academia de Ingeniería – 26 de noviembre de 2013
Size of Electronics Market ($Billions)
51.5
51.9
14.137.4
43.6
43
Analog ICs
Microprocessors
Microcontrollers
Flash Memories
DRAM
Power Electronics
•¿Cómo ahorrar 20% de la electricidad? •Nueva generación de electrónica de potencia
•Componente clave: transistores (~$18B in 2013) - Alto voltaje - Mínimas pérdidas (=bajo Ron) •$1T en ahorro energético en 2025
$ B
Es importante el fijarse metas (casi) imposibles
tpalacios@mit.edu Real Academia de Ingeniería – 26 de noviembre de 2013
GaN
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10
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lectró
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dic
ional
GaN vs Si Para el mismo voltage …
~1000x menor resistencia …
~Frecuencia de
funcionamiento mucho mayor…
Tmax ~ 175C: menores
requisitos de refrigeración
¡¡Sistemas mucho más pequeños y eficientes!!
Es importante el fijarse metas (casi) imposibles
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Es importante el fijarse metas (casi) imposibles
Futuros
microsistemas de GaN
GaN vs Si Para el mismo voltage …
~1000x menor resistencia …
~Frecuencia de
funcionamiento mucho mayor…
Tmax ~ 175C: menores
requisitos de refrigeración
Sistemas mucho más
pequeños y eficientes!!
tpalacios@mit.edu Real Academia de Ingeniería – 26 de noviembre de 2013
High voltage package
High voltage package
Es importante el fijarse metas (casi) imposibles
Prestaciones sin precedentes, a bajo coste
tpalacios@mit.edu Real Academia de Ingeniería – 26 de noviembre de 2013
El tener todos los medios no siempre ayuda…
Circuitos híbridos III-V / Si permitirían una gran flexibilidad y
nuevas oportunidades
III-V Technology
tpalacios@mit.edu Real Academia de Ingeniería – 26 de noviembre de 2013
GaN AlGaN
Oxide
Si(100)
Si(111)
G
s D Oxide
G
s Oxide
D
S D
G
El tener todos los medios no siempre ayuda…
tpalacios@mit.edu Real Academia de Ingeniería – 26 de noviembre de 2013
El tener todos los medios no siempre ayuda…
Primera integración de III-
V HEMTs y MOSFETs de
Si (100)
tpalacios@mit.edu Real Academia de Ingeniería – 26 de noviembre de 2013
Si(100)
GaN
AlGaN
Si(100) Oxide
G S D
S D G
El tener todos los medios no siempre ayuda…
Primera integración de III-
V HEMTs y MOSFETs de
Si (100)
tpalacios@mit.edu Real Academia de Ingeniería – 26 de noviembre de 2013
El conocimiento genera conocimiento…
tpalacios@mit.edu Real Academia de Ingeniería – 26 de noviembre de 2013
El conocimiento genera conocimiento…
tpalacios@mit.edu Real Academia de Ingeniería – 26 de noviembre de 2013
Aplicar nuevas ideas a viejos problemas… (o viejas ideas a nuevos problemas)
Transistor de silicio
Transistor de grafeno
tpalacios@mit.edu Real Academia de Ingeniería – 26 de noviembre de 2013
Corolario: No es conveniente luchar demasiado contra la naturaleza (casi siempre gana)
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Transparent logic
Corolario: No es conveniente luchar demasiado contra la naturaleza (casi siempre gana)
tpalacios@mit.edu Real Academia de Ingeniería – 26 de noviembre de 2013
Transparent logic
Corolario: No es conveniente luchar demasiado contra la naturaleza (casi siempre gana)
tpalacios@mit.edu Real Academia de Ingeniería – 26 de noviembre de 2013
Algunas Ideas para el Futuro…
tpalacios@mit.edu Real Academia de Ingeniería – 26 de noviembre de 2013
Smart-Dust
tpalacios@mit.edu Real Academia de Ingeniería – 26 de noviembre de 2013
Hexagonal Boron Nitride (hBN)
Grafeno (G) Disulfuro de molibdeno (MoS2)
Materiales bidimensionales
tpalacios@mit.edu Real Academia de Ingeniería – 26 de noviembre de 2013
Thinnest Insulator & tunnel barrier
Materiales bidimensionales
tpalacios@mit.edu Real Academia de Ingeniería – 26 de noviembre de 2013
Generación de energía:
2D materials for solar,
mechanical, thermal
energy harvesting
Comunicaciones
inalambridcas:
High performance passive
and active RF device and IC
based on 2D materials
Almacenamiento de energía:
2D materials for capacitive,
magnetic and chemical
energy storage
Sensores:
2D materials for electrical,
optical, mechanical, thermal,
magnetic, biological signal
sensing
Sistemas bidimensionales
tpalacios@mit.edu Real Academia de Ingeniería – 26 de noviembre de 2013
Objetivo: Desarrollar y comercializar la tecnología electrónica que permita ahorrar $1T en el 2025
tpalacios@mit.edu Real Academia de Ingeniería – 26 de noviembre de 2013
Muchas gracias.
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