Componentes eletrônicos em nanoescala apresentam resistividade excessiva

Redação do Site Inovação Tecnológica - 20/01/2006

Os circuitos eletrônicos continuam a encolher a cada dia, desmentindo os céticos e dando razão a Gordon Moore, que, em 1965, previu que a densidade de transistores contidos nos circuitos eletrônicos dobraria a cada 18 meses. Esta é a famosa Lei de Moore.

Os circuitos eletrônicos construídos em escala nanométrica - ou em nanoescala - pareciam ser a garantia de que a Lei de Moore continuaria válida ainda por muitos anos.

Mas então surgiu um problema: os engenheiros observaram que, à medida em que os nanocomponentes encolhem, aumenta sua resistividade - a dificuldade da eletricidade em viajar através deles. O aumento dessa resistividade elétrica limita as velocidades máximas dos circuitos eletrônicos.

Em média, um elétron consegue viajar apenas 39 nanômetros ao longo de um fio de cobre, em temperatura ambiente, antes que ele se disperse, desviado pelas vibrações termais do material. À medida em que as dimensões desses fios diminuem, esta dispersão aumenta - pela ação das superfícies dos fios e das fronteiras entre os grânulos cristalinos que formam o metal. Ou seja, a operação em nanoescala apresenta um aumento mais do que proporcional na resistividade elétrica.

Agora, cientistas do Instituto Nacional de Padronização e Tecnologia e da Universidade George Washington, Estados Unidos, descobriram não exatamente uma forma de resolver o problema, mas uma técnica para avaliá-lo e mensurá-lo com exatidão.

Em um artigo publicado no jornal Microelectronics Reliability, os cientistas demonstram que, em dimensões críticas em nanoescala, o espalhamento dos elétrons a partir da superfície e das fronteiras entre os grânulos são interdependentes. Esta interdependência não podia ser prevista utilizando-se os métodos até agora disponíveis.

A descoberta tem implicações tanto para a verificação das velocidades máximas atingíveis pelos circuitos, quanto para a medição das propriedades elétricas de fios extremamente finos.

Para aplicar sua técnica, os pesquisadores desenvolveram um simulador, um programa de computador que consegue prever o incremento da resistividade com grande precisão. Eles esperam que o programa auxilie a indústria de semicondutores a projetar e testar novos componentes de forma mais eficiente e com menores custos - mas, principalmente, menores e mais rápidos.