Entrevista al Dr. Isaac Hernández Calderón, investigador SNI 3 del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados
Dr. Isaac Hernández Calderón, investigador SNI 3 del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados:
Aunque la inversión en empresas de alta tecnología es onerosa, se recupera desde el mediano plazo con enormes ganancias
Jesús Albino Mendoza Álvarez
“Cuando se anunció la creación del Centro Nacional de Diseño de Semiconductores Kutsari, muchos de mis conocidos que saben que me dedico a la investigación de semiconductores me preguntaron que de qué se trataba y cómo participaría. Desconcertado, les respondía que no sabía nada sobre ese proyecto, al igual que varios de mis colegas del Departamento de Física que también se dedican a este campo. Estábamos curiosos y ansiosos, pero la información nos vino de los medios de comunicación”, narra el Dr. Isaac Hernández Calderón, investigador titular del Departamento de Física del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) del Instituto Politécnico Nacional y nivel 3 del Sistema Nacional de Investigadores (SNI), quien desde hace 40 años realiza investigación científica en propiedades ópticas, electrónicas y estructurales de semiconductores y sus nanoestructuras de interés optoelectrónico; en crecimiento de semiconductores por epitaxia de haces moleculares (MBE), epitaxia de capas atómicas (ALE), y epitaxia pulsada de submonocapas atómicas (SPBE); así como a la elaboración de películas delgadas y heteroestructuras basadas en pozos y puntos cuánticos; entre otras.
Poco a poco nos fue llegando la información, agrega el Dr. Isaac Hernández, y lo que realmente salió a la luz fue que se trataba de la creación de un centro de diseño de circuitos integrados. “Nosotros también hacemos diseño, diseñamos pozos cuánticos o nanoestructuras de materiales semiconductores para dispositivos novedosos de frontera que puedan servir para diodos, láseres o celdas solares, por ejemplo, pero ese Centro es algo totalmente diferente. Ahí fue cuando me dí cuenta que este proyecto, aunque se llama “semiconductores”, se refiere a la fabricación de chips, que no son de la generación más reciente pero que siguen teniendo mucha demanda de algunas empresas automovilísticas o de manufactura de aparatos domésticos tradicionales.”
Emisión Naranja de Pozos Cuánticos: Cuatro muestras con pozos cuánticos que emiten en diferentes colores. Se muestra la emisión naranja de un pozo cuántico excitado con un láser ultravioleta (invisible al ojo humano). Con estos pozos cuánticos semiconductores se pueden producir LEDs y láseres con el color deseado ajustando los niveles de energía de los pozos cuánticos.
Laboratorio de Crecimiento Epitaxial 3: El Dr. Isaac Hernández Calderón durante la elaboración de estructuras de pozos cuánticos semiconductores.
Laboratorio de Crecimiento Epitaxial 2: Sistema de crecimiento epitaxial de semiconductores que permite la elaboración de estructuras semiconductoras con pozos y puntos cuánticos de interés optoelectrónico por medio del depósito de capas atómicas de muy alta pureza en un ambiente de ultra-alto vacío.
Substrato para Crecimiento Epitaxial: Se muestra la cámara de introducción de substratos al sistema de crecimiento epitaxial. Sobre un cilindro de molibdeno (portasustratos) se puede observar el substrato de muy alta calidad cristalina que refleja la luz como un espejo.
Parte del Sistema de Caracterización Optica: Se muestra una parte del equipo empleado para analizar la emisión de luz de los pozos cuánticos por medio de experimentos de fotoluminiscencia. La muestra se excita con un láser adecuado y se mide la intensidad y el rango de la emisión luminiscente de la muestra.
En algún momento dado, continúa su narración el Dr. Hernández, se enteraron de que el encargado del proyecto Kutsari, el doctor Edmundo Gutiérrez, había sido compañero de uno de sus colegas del Departamento de Física y, a través de él, le hicieron una invitación al Cinvestav, les dió una plática y después visitó sus laboratorios, “creo que le causaron una buena impresión las cosas que estamos haciendo”.
Isaac Hernández Calderón es egresado de la Escuela Superior de Física y Matemáticas (ESFM) del Instituto Politécnico Nacional (IPN), obtuvo su Maestría en Ciencias en el Departamento de Física del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) del IPN, su Doctorado en Ciencias con especialidad en Física en la Universidad Estatal de Campinas, Brasil, y cuenta con una estancia posdoctoral en el Instituto Max Planck en Stuttgart, Alemania. En sus laboratorios se elaboraron nanoestructuras para la fabricación de láseres semiconductores basados en pozos cuánticos con emisión verde para una empresa de los Estados Unidos. Sus aportaciones al conocimiento científico se han publicado en 160 artículos de investigación.
Aunque el Dr. Isaac considera que el proyecto Kutsari no parece ser lo más ad hoc para la investigación de frontera que él realiza, está totalmente dispuesto a colaboraciones con el Centro Kutsari , “sí podemos participar en un momento dado, tal vez dando cursos sobre semiconductores, realizando estudios de materiales que les pudieran parecer interesantes o establecer alguna estrategia de colaboración con base en nuestros conocimientos y experiencia sobre materiales semiconductores que pudieran serles útiles”.
Durante su trayectoria científica, el Dr. Hernández Calderón ha graduado a 14 doctores en ciencias y a 19 maestros en ciencias. “En mis laboratorios hemos contribuido a la formación de varias decenas de maestros y doctores en ciencias; con más de 30 tesis de postgrado en semiconductores, dedicadas al diseño, elaboración y caracterización de heteroestructuras semiconductoras.”
El Dr. Hernández especifica que se han concentrado en pozos cuánticos ultra-delgados, es decir, estructuras de semiconductores de grosor nanométrico que limitan el movimiento de electrones a solo dos dimensiones, lo que reduce su energía a niveles discretos o “cuantizados”, en lugar de continuos. “Si vemos una estructura cristalina de un semiconductor, que son átomos organizados con un arreglo periódico geométrico, podemos identificar planos atómicos formados por una sóla capa de átomos con una cierta orientación, somos capaces de crecer pozos cuánticos extremadamente delgados, inclusive de una sola capa de átomo, o sea, ya son subnanométricos, con una muy alta calidad estructural. Estos pozos cuánticos se pueden usar para láseres, diodos emisores de luz o celdas solares para aumentar su eficiencia energética, o en computación cuántica. Obviamente me gustaría participar y sería magnífico si hubiera alguna empresa mexicana que pudiera desarrollar y aplicar este tipo de conocimientos; aunque la inversión en empresas de alta tecnología es onerosa, se recuperan desde el mediano plazo con enormes ganancias. México podría destacar porque tenemos un mercado interno propio que podría ser capaz de absorber la producción en alguna aplicación particular.”
Los directivos del proyecto Kutsari, propone el Dr. Hernández Calderón, podrían acudir a las instituciones de educación superior, universidades y a los centros de investigación para la formación de ingenieros especializados, científicos y tecnólogos, aprovechar los recursos que se tienen tanto de profesores, de investigadores y hasta de los propios estudiantes. Así, se podrían establecer colaboraciones más específicas, tal vez para innovar los chips que tienen planeados; ahí es cuando se podría comenzar a establecer una interacción más fuerte con la academia. “Pueden aprovechar las capacidades que tenemos de enseñar, de dar cursos sobre cuestiones de semiconductores, las propiedades de los materiales, cómo estudiarlos, cómo analizarlos, cómo caracterizarlos o cómo entender la física de los dispositivos semiconductores; porque esto toma tiempo, entender las características cada dispositivo particular tiene sus detalles”.
Deseo mucho éxito al proyecto Kutsari porque a todos nos va a convenir y eso podría contribuir hasta para dar empleo a los futuros estudiantes egresados de doctorados en ciencias en nuevas áreas de desarrollo científico y tecnológico de materiales semiconductores, para quienes es cada vez más difícil conseguir trabajo, finaliza el Dr. Isaac Hernández Calderón.
