al via il progetto ReMida per la realizzazione
di amplificatori con diamanti artificiali, caratterizzati da eccezionali
proprietà fisiche, meccaniche, termiche ed elettroniche.
Con l’obiettivo di ridurre il
peso, e conseguentemente il costo di lancio, di satelliti e carichi utili,
cresce nell’ambito delle tecnologie spaziali l’esigenza di ridurre le
dimensioni dei loro componenti. La realizzazione di amplificatori sempre più
piccoli e leggeri basati sulla tecnologia a stato solido in grado di sostenere
alte densità di potenza ed elevate frequenze di esercizio, strumenti sempre più
rilevanti nell’ambito delle comunicazioni satellitari e dei radar, ha proprio
questo obiettivo. Il progetto di ricerca ReMida – riporta l’Agenzia Spaziale Italiana
– si propone di sviluppare una tecnologia basata sul diamante sintetico
monocristallino idrogenato per applicazioni a microonde e di dimostrarne
l’applicabilità sperimentale mediante lo sviluppo di amplificatori operanti a
radiofrequenza. Gli studi affrontati durante il progetto verteranno a
raggiungere l’ambizioso obiettivo finale della progettazione, realizzazione e
caratterizzazione di amplificatori in diamante di basso rumore e alta potenza
con elevata resistenza alle radiazioni ionizzanti, le quali possono generare
danni permanenti sugli strumenti influenzandone il funzionamento e la vita
utile. Il diamante è un materiale caratterizzato da eccezionali proprietà
fisiche, meccaniche, termiche ed elettroniche. Grazie a queste proprietà ed
insieme ad una estrema resistenza alla radiazione, il diamante sembra essere,
da un lato, il candidato ideale a operare in ambienti ostili e critici come
quello spaziale e, dall’altro, il materiale più adatto a sostituire
efficacemente i convenzionali semiconduttori utilizzati in elettronica (es.
silicio (Si), arseniuro di gallio (GaAs), nitruro di gallio (GaN)) per la
realizzazione di dispositivi ad alta potenza e ad alta frequenza operanti in
tali contesti. Il gruppo di ricerca è composto dal MECSA (Microwave Engineering
Center for Space Applications) e dal CNR (Consiglio Nazionale delle Ricerche).
Il primo è un consorzio interuniversitario che prende parte al progetto tramite
le due unità dell’Università di Roma Tor Vergata (Dipartimenti di Ingegneria
Elettronica e di Ingegneria Industriale) e del Politecnico di Torino. Il CNR
partecipa invece attraverso l’Istituto per la Microelettronica e Microsistemi
(IMM). Grazie all’esperienza ed al know-how acquisiti dal team di ricerca sia
nel campo della sintesi del diamante sintetico che nella realizzazione,
caratterizzazione e modellizzazione di componenti microelettronici, insieme al
costo contenuto dei diamanti sintetici prodotti e all’elevata riproducibilità
del processo di fabbricazione, i nuovi prototipi sviluppati nel progetto
potranno rappresentare dei validi candidati nella selezione della
componentistica spaziale del futuro. Non solo spazio però. Diverse applicazioni
“a terra” beneficerebbero delle caratteristiche fisico-chimiche ed elettroniche
uniche del transistor basato sul diamante, in particolare quelle che impiegano
circuiti integrati a microonde in ambienti ostili come ad esempio gli impianti
nucleari ma anche in apparati medicali dediti alla rilevazione di radiazioni.
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DI MARCO LA ROSA
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