Enrique

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Advances in field-effect transistor (FET) technology have paved the way for the development of electronics in general and for a wide range of applications. Despite its 100-year history, the FET is more relevant today than ever. It is a three-terminal semiconductor device that allows the flow of current between its “source” and “drain” to be controlled by an electric field applied between its “gate” and the semiconductor body, enabling its use as switches (essential in digital systems), amplifiers, and other applications. 

Electrolytic gate transistors (EGTs) represent an evolution of FETs for electrochemical sensing applications, where biochemistry and electrochemistry have converged with electronics. The fundamental difference between these devices and FETs is that they use an electrolyte instead of a solid-state insulator in the gate. This allows for the use of a wide variety of electrolytes, which could be substances to be detected or analyzed. However, the operation is practically the same as that of an FET: the transistor conducts through a channel formed in the semiconductor.

This talk will challenge the conventional wisdom that a transistor requires the transport of charges through a channel formed in a semiconductor. It will introduce the concept of transporting charges through a channel formed in the electrolyte, which opens the door to using a wide variety of materials as the substrate instead of a semiconductor. Drawing inspiration from the FET, it is possible to move beyond the typical operation of the FET.

Los avances en la tecnología de los transistores de efecto de campo (FETs, por sus siglas en inglés), han allanado el camino para el desarrollo de la electrónica en general, y de múltiples aplicaciones. A pesar de sus 100 años de historia, el FET es un dispositivo más actual que nunca. Es un dispositivo semiconductor de tres terminales, que permite controlar el flujo de corriente entre su “fuente” y su “drenaje” mediante un campo eléctrico aplicado entre su “compuerta” y el bulto del semiconductor, que permite su uso como switches (esenciales en sistemas digitales), amplificadores, entre otras aplicaciones.

Una evolución de los FET para aplicaciones de sensado electroquímico han sido los transistores de compuerta electrolítica (EGTs, por sus siglas en inglés), donde han convergido la bioquímica y la electroquímica con la electrónica. La diferencia fundamental de estos dispositivos, con respecto a los FETs, es que usan un electrolito en vez de un aislante de estado sólido en la compuerta. Esto permite usar una gran variedad de electrolitos, que podrían ser sustancias a detectar o a analizar. Sin embargo, el funcionamiento es prácticamente igual que el de un FET: el transistor conduce a través de un canal que se forma en el semiconductor.

En la presente plática se romperá el paradigma de transportar cargas a través de un canal que se forma en el semiconductor, para tener un transistor. Se introducirá la idea de transportar cargas a través de un canal formado en el electrolito, lo que abre la puerta al uso de una gran variedad de materiales como base, en vez de un semiconductor. Inspirándonos en el FET, es posible evolucionar más allá del funcionamiento típico del FET.

Biography:

Enrique Quiroga González studied electronic engineering at the Technological Institute of Hermosillo. He completed his Master of Science degree (with a specialization in microelectronics) at the National Institute of Astrophysics, Optics, and Electronics (INAOE) in 2005. In 2010, he received his Ph.D. in Natural Sciences from the Institute of Inorganic Chemistry at the University of Kiel (Germany). From 2010 until December 2013, he was the leader for Lithium-Ion Battery Research at the Institute of Materials Science at the same university.

Since January 2014, Dr. Quiroga has worked as a professor-researcher at the Institute of Physics of the Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP), where he served as coordinator of the graduate program in Materials Science until November 2024 (4 years), and he currently serves as the representative of the academic group “Low-Dimensional Structures” and is the head of the Energy Laboratory. One of his primary research interests is the development of micro- and nanostructured materials for applications in energy generation and storage, microelectronics, and biomedicine. He has more than 80 international scientific publications in these areas and holds five national patents. He is the founder of the Mexican Energy Storage Network (March 2017), serving as its representative until December 2024, and has been a technical advisor to the Puebla State Energy Agency from 2021 to 2024. He is the current vice president of the IEEE-EDS Puebla Chapter.

Enrique Quiroga González estudió Ingeniería en Electrónica en el Instituto Tecnológico de Hermosillo. Concluyó sus estudios de Maestría en Ciencias (con especialidad en Microelectrónica) en el Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE) en 2005. En 2010 recibió su grado de Doctor en Ciencias Naturales en el Instituto de Química Inorgánica de la Universidad de Kiel (Alemania). Desde el 2010, y hasta diciembre de 2013, él fue el líder del área de Investigación de Baterías de ion Litio del Instituto de Ciencias de los Materiales de la misma universidad.

Desde enero de 2014 el Dr. Quiroga trabaja como profesor-investigador en el Instituto de Física de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP), donde ha sido el coordinador del posgrado en Ciencia de Materiales hasta noviembre de 2024 (4 años), y actualmente es el representante del cuerpo académico “Estructuras de Baja Dimensionalidad”, y el líder del Laboratorio de Energía. Uno de sus intereses principales de investigación es el desarrollo de materiales micro- y nano-estructurados para aplicaciones de generación y almacenamiento de energía, microelectrónicas y biomédicas. Tiene más de 80 publicaciones científicas internacionales en estas áreas, y es poseedor de 5 patentes nacionales. Él es el fundador de la Red Mexicana de Almacenamiento de Energía (marzo de 2017), siendo su representante hasta diciembre de 2024, y ha sido consejero técnico de la Agencia de Energía del Estado de Puebla de 2021 a 2024. Él es el actual vicepresidente del capítulo profesional IEEE-EDS sección Puebla.