Imagina una carretera de montaña por la que los coches circulan rápido y sin atascos hasta que llegan a una curva cerrada. En el transistor de óxido de galio, los electrones hacen de coches y el alto voltaje hace de curva. Normalmente, en estos dispositivos los electrones chocan con las irregularidades del camino y pierden velocidad, pero aquí el canal está diseñado para que se muevan con total libertad.

En este transistor, los electrones no están repartidos por todo el cristal, sino concentrados en una capa finísima de unos pocos átomos de espesor. Esa capa se llama gas electrónico bidimensional. Para crearla, se añadió silicio como impureza, pero no en el propio canal, sino en la capa vecina. Así los electrones quedan separados de la impureza y se desplazan sin colisiones, como coches sobre asfalto recién pintado.

Los investigadores comprobaron qué ocurre al aumentar la distancia entre la puerta y el drenador, los dos electrodos que controlan la corriente. Cuanto más largo es ese tramo, mayor es el voltaje que aguanta el transistor. Con una distancia de 28 micrómetros, el dispositivo alcanzó los 6,6 kilovoltios. Es como si la carretera estrecha se fuera ensanchando poco a poco y los coches pudieran acelerar con más seguridad.

Pero incluso en esa carretera hay una curva peligrosa. En el borde de la puerta, el campo eléctrico se concentra, como un flujo de coches ante un giro brusco. Si el campo se vuelve demasiado intenso, el transistor se rompe. En este trabajo, el campo en el borde llegó a 12 megavoltios por centímetro, cinco veces por encima del promedio. Eso indica que todavía hay margen para mejorar el diseño.

La carretera de montaña aún no es perfecta, pero ya permite llegar a donde antes había un callejón sin salida. El transistor de óxido de galio con gas electrónico bidimensional ha soportado por primera vez varios kilovoltios sin trucos adicionales. Esto abre el camino a convertidores compactos para coches eléctricos y redes eléctricas, donde cada centímetro cuenta.