Cientistas filmam a corrente elétrica

Redação do Site Inovação Tecnológica - 14/05/2003

Um novo microscópio de varredura, desenvolvido na Universidade Brown (Estados Unidos), é capaz de descobrir defeitos nos menores e mais complexos circuitos integrados, numa resolução mil vezes maior do que a oferecida pelos melhores equipamentos até agora disponíveis. O microscópio será uma ferramenta decisiva na produção de circuitos integrados cada vez menores e com maior número de componentes. À medida em que as dimensões desses componentes diminui, torna-se cada vez mais difícil localizar seus possíveis defeitos.

O equipamento e seu software foram desenvolvidos pelo professor Gang Xiao e por seu aluno Ben Schrag. Ele opera de maneira similar à tecnologia empregada para a leitura de dados em um disco rígido de computador. O sensor não toca a superfície que está sendo analisada. Ele se move rapidamente ao longo de um circuito através do qual a corrente elétrica está fluindo. O sensor coleta as informações, que são convertidas por algoritmos em um quadro colorido, retratando o fluxo dos elétrons. Alterações nas cores refletem a intensidade do fluxo de elétrons, assim como a presença de defeitos nos fios que conduzem a eletricidade.

A tecnologia de varredura magnética oferece uma nova forma de detecção remota, não invasiva, operando a partir de um sensor na ponta de uma "caneta". Embora o sensoriamento magnético já seja extensivamente utilizado, ele não é largamente aplicado no sensoriamento de fluxos de correntes elétricas. Estas aplicações estavam até agora restritas a operações em temperaturas extremamente baixas, com a utilização de nitrogênio líquido.

"O fator de 1.000 no melhoramento da resolução espacial é muito melhor do que poderíamos fazer com a tecnologica criogência", afirma Schrag. "Nós estamos apenas arranhando a superfície das aplicações potenciais."

Xiao e Schrag estão utilizando a tecnologia para detalhar como a corrente elétrica pode formar minúsculos furos em dispositivos de tecnologia de ponta chamados junções por túneis magnéticos. Esses minúsculos sanduíches de camadas ferromagnéticas e materiais isolantes são os principais candidatos para substituir as atuais memórias de computador.

Os pesquisadores conseguiram "filmar" o fluxo de corrente em componentes elétricos de apenas 50 nanômetros, os menores componentes hoje disponíveis, com cerca da metade do tamanho daqueles utilizados nos chips convencionais.

Até agora, praticamente não existia tecnologia para realmente "visualizar" o fluxo da corrente elétrica. Sempre que a corrente flui ao longo dos fios, como aqueles finíssimos fios construídos no interior do material semicondutor de um circuito integrado, ela cria um campo magnético. Medindo as alterações espaciais no campo magnético, o novo microscópio visualiza a corrente elétrica, mesmo que ela esteja percorrendo um fio escondido por várias camadas de material. [O resultado] "parece-se com a imagem do fluxo sanguíneo no interior do corpo humano," compara o Dr. Xiao.

O protótipo construído pelos pesquisadores tem o tamanho de uma geladeira. Mas eles já estão trabalhando para reduzí-lo ao tamanho de um computador de mesa. O novo microscópio foi descrito em um artigo do periódico Applied Physics Letters do dia 12 de Maio.