Diseñan un nuevo magnetómetro que puede integrarse en un chip microelectrónico
Investigadores del Departamento de Ingeniería Electrónica de la UPC han desarrollado un nuevo tipo de magnetómetros que pueden integrarse en un chip microelectrónico, totalmente compatibles con los circuitos integrados que se emplean actualmente. El estudio, de gran interés para la miniaturización de sistemas electrónicos y sensores, se ha publicado recientemente en la revista científica 'Microsystems & Nanoengineering', del grupo 'Nature'.
19/10/2022
Los MEMS –sistemas microelectromecánicos, por sus siglas en inglés– son sistemas electromecánicos miniaturizados al máximo, tanto que pueden integrarse en un chip. Están presentes en la mayoría de dispositivos que utilizamos: desde el hardware del ordenador, pasando por el sistema de frenos de los coches o en el móvil que utilizamos a diario. Su integración en los sistemas electrónicos tiene claras ventajas, en términos de tamaño, coste, velocidad y ahorro de energía. Pero su desarrollo es costoso y, en muchos casos, su rendimiento se ve comprometido por incompatibilidades con otros sistemas electrónicos del aparato.
Una de las muchas posibles aplicaciones de los dispositivos MEMS es el desarrollo de magnetómetros, es decir, medidores de campos magnéticos para obtener la dirección durante la navegación (es decir, hacer de brújula) para integrarlos en smartphones, wearables o para usarlos en la industria del automóvil. En este sentido, una de las líneas de trabajo más prometedoras son los magnetómetros MEMS basados en la fuerza de Lorentz, “una tecnología que presenta una gran ventaja puesto que proporciona un gran margen de medición sin limitaciones, al no necesitar utilizar materiales ferromagnéticos. Este tipo de materiales dificultan la toma de las mediciones porque guardan memoria de las anteriores, debido a un fenómeno conocido como histéresis”, explica Jordi Madrenas, investigador de la Universitat Politècnica de Catalunya - BarcelonaTech (UPC).
Precisamente esta tecnología ha sido la aplicada por el grupo de investigación en Sensores Inteligentes y Sistemas Integrados (IS2), para desarrollar un magnetómetro que, además, podría integrarse en un chip microelectrónico. “De esta forma podemos combinar la parte electrónica y la parte mecánica e incorporarlas en un solo chip, a diferencia del procedimiento estándar actual, que consiste en fabricar chips por separado y tener que combinarlos”, añade Madrenas, que también es profesor en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Telecomunicación de Barcelona (ETSETB).
La investigación, publicada en la revista científica Microsystems & Nanoengineering, del grupo Nature, ha sido realizada por Juan Valle y Josep Maria Sánchez-Chiva, investigadores del Departamento de Ingeniería Electrónica de la UPC en el momento de realizar el estudio, y Daniel Fernández, del Instituto de Física de Altas Energías (IFAE). Dirigida por Jordi Madrenas, ha contado con financiación del Ministerio de Ciencia e Innovación, a través de la Agencia Estatal de Investigación, y de fondos FEDER.
Aparte del magnetómetro, el mismo grupo también ha desarrollado acelerómetros y sensores de presión empleando la misma tecnología. Una investigación que abre la puerta a poder disponer de chips con múltiples sensores y electrónica.
