Baolab: un nuevo tipo de brújula digital

Los teléfonos móviles y muchos otros dispositivos móviles incluyen hoy día sensores capaces de hacer un seguimiento de la dirección por la que se mueven. Las brújulas digitales, giroscopios y acelerómetros incorporados en estos dispositivos han dado lugar a una amplia gama de servicios basados en la ubicación, así como a nuevas formas de controlar dispositivos móviles, por ejemplo, agitándolos o girándolos. En la actualidad, una nueva forma de fabricar estos sensores podría hacer que esta tecnología fuese más pequeña y más económica.

Baolab ha creado un nuevo tipo de brújula digital utilizando un método de fabricación más simple. La tecnología aparecerá en dispositivos GPS el próximo año, afirma Drew. La compañía también ha creado prototipos de acelerómetros y giroscopios, y tiene planes para combinar los tres tipos de sensores en el mismo chip.

Las brújulas digitales convencionales se fabrican mediante algo conocido como manufactura de semiconductores de metal óxido complementaria, el método más común para la fabricación de microchips y circuitos de control electrónicos. Sin embargo, este tipo de brújulas incluyen estructuras tales como concentradores magnéticos de campo, que hay que añadir después de que el chip haya sido fabricado, lo que añade complejidad y coste. "La diferencia fundamental es que [nuestra brújula] respeta plenamente el proceso de creación CMOS estándar", asegura Drew.

Esto es posible debido a que la brújula explota un fenómeno conocido como la fuerza de Lorentz. La mayoría de las brújulas digitales comerciales se basan en un fenómeno diferente, llamado Efecto Hall, que funciona mediante el envío de una corriente a través de un conductor y la medición de los cambios en el voltaje causados por el campo magnético de la Tierra.

La fuerza de Lorentz, en cambio, ocurre cuando un campo magnético genera una fuerza sobre un material conductor a medida que una corriente fluye a través de él. Un dispositivo puede determinar el campo magnético mediante la medición del desplazamiento de un objeto sobre el que esté actuando esta fuerza.

En los chips de Baolab, un sistema micro-electromecánico a nanoescala (MEMS) se graba sobre un chip de silicio convencional. Este dispositivo nano-MEMS consiste en una masa de aluminio suspendida por resortes. Cuando un dispositivo pasa una corriente a través de la masa, los campos magnéticos presentes ejercen fuerza sobre ella y afectan a su resonancia. Un par de placas metálicas que la flanquean detectan estos cambios. Un dispositivo puede medir el campo magnético en una dirección al notar cambios minúsculos en la capacidad de estas placas. Mediante el uso de un conjunto de tres de estos sensores, el dispositivo permite determinar la dirección del campo magnético de la Tierra, y por lo tanto su orientación.

"Este tipo de cointegración de las tecnologías MEMS y CMOS mejorará la sensibilidad y permitirá crear chips sensores más pequeños y, por tanto, más baratos, en comparación con los convencionales", afirma Hiroshi Mizuta, profesor de nanoelectrónica en el Grupo NANO de la Universidad de Southampton.

Cada uno de los sensores nano-MEMS de Baolab es inferior a 90 micras de largo. Drew afirma que debería ser posible integrar los tres tipos de sensores en un solo chip de sólo tres milímetros de largo.

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