Integrar materials electrònics amb **capacitància negativa** pot ajudar a millorar el rendiment dels transistors de **nitru de gal·li** (GaN) d’alta potència, superant els límits habituals entre eficiència en estat “on” i pèrdua d’energia en estat “off”. Aquesta propietat, estudiada sobretot en el silici, ara demostra utilitat en altres semiconductors.

Els transistors de GaN, essencials en estacions base 5G i carregadors ràpids, utilitzen un component metàl·lic (porta Schottky) i una capa aïllant (dielèctrica) per reduir pèrdues d’energia. No obstant això, afegir aquest aïllant sol fer que el dispositiu perdi capacitat de control i rendiment, un fenomen conegut com a límit Schottky.

Per resoldre-ho, investigadors han recobert aquests transistors amb una capa ultra fina (1,8 nm) de **hafni i zirconi** (HZO), un material **ferroelèctric** capaç de mostrar capacitància negativa. Aquesta característica fa que, en aplicar-hi tensió, el camp elèctric intern del material s’oposi al camp extern, provocant que una baixada de tensió augmenti la càrrega emmagatzemada. Això amplifica el control de la porta sobre el transistor i augmenta el corrent quan està “on”, alhora que manté baixa la pèrdua d’energia quan està “off”.

Aquesta solució trenca el límit tradicional: aconsegueix més corrent tot afegint més aïllant, cosa que abans era impossible sense capacitància negativa. L’avanç es considera prometedor per a l’electrònica de potència i les telecomunicacions, i s’espera provar-lo en dispositius més petits i en altres semiconductors, com el diamant o el carbur de silici, per portar la tecnologia a freqüències i potències encara més altes.