Chips construídos a partir de moléculas

Redação do Site Inovação Tecnológica - 01/08/2003

Cientistas da Universidade Wisconsin-Madison (Estados Unidos) acabam de criar um novo método de produção de microcircuitos eletrônicos que poderá permitir a construção de chips em nível molecular. A nova técnica aproveita a técnica de litografia, hoje utilizada mundialmente, e amplia seu alcance ao incorporar moléculas capazes de se auto-organizar.

A técnica, descrita no exemplar de 24 de Julho da revista Nature, casa dois enfoques diferentes, de forma a baratear o custo e aumentar o controle de materiais produzidos em escala molecular. Essa abordagem híbrida poderá, segundo os pesquisadores, possibilitar que computadores, PDAs e telefones celulares ofereçam uma capacidade de memória superior mas com muito menor volume.

A densidade de transistores em um chip dobra a cada 18 meses - esta é a famosa lei de Moore. A diminuição do tamanho desses componentes, que são os "tijolos" básicos com que os chips são construídos, permite o aumento da velocidade dos computadores e de todos os aparatos eletrônicos hoje disponíveis.

Mas, para que esta tendência continue, a tecnologia utilizada para a fabricação da microeletrônica deverão ser capazes de operar em cada vez menor escala, explica Paul Nealey, engenheiro químico e autor do artigo. A tecnologia corrente atual trabalha com escala de 130 nanômetros. Mas já algumas fábricas trabalhando com 90 nanômetros. Os cientistas estão agora trabalhando para alcançar a escala de 50 nanômetros. Mas as tentativas de atingir-se essa nova escala com os atuais processos de litografia estão sendo travadas pelos custos proibitivos.

Um enfoque alternativo que pode ser utilizado para a fabricação dos chips é a construção de "baixo para cima", a partir de longas cadeias de moléculas chamadas de blocos de copolímeros ("block copolymers"), um tipo especial de polímero no qual cada molécula é formada de dois ou mais segmentos de polímeros simples. Esses blocos de copolímeros são capazes de auto-organizar, formando padrões sobre uma superfície.

"Com materiais auto-organizáveis, atingir dimensões de décimos de nanômetro é simples e barato," afirma Nealey. O problema é que o resultado não é perfeito, com o produto resultante apresentando uma série de defeitos, não atingindo as exigências de um processo fabril em larga escala.

O que os pesquisadores fizeram, então, foi juntar os dois processos, utilizando os benefícios e minimizando as limitações de cada um deles. Desta forma, é possível atingir-se controle em nível molecular a partir de processos de manufatura já existentes nas indústrias.

Na experiência, os pesquisadores utilizaram a litografia para criar padrões na superfície de um material polimérico. A seguir, eles depositaram uma película de blocos de copolímeros sobre a superfície, onde as moléculas se auto-organizaram conforme o padrão que havia sido traçado, sem qualquer imperfeição.

Um processo desses, quando totalmente desenvolvido, poderá ser capaz de gerar discos magnéticos, por exemplo, com a capacidade real de armazenamento por unidade de área exatamente igual à capacidade teórica máxima.