Eletrônica alcança escala de 1 nanômetro

Redação do Site Inovação Tecnológica - 10/07/2019

Os íons de um plasma formam um nanofio de silício com aproximadamente 40 átomos de largura. O arranjo atômico periódico é preservado até a borda do nanofio.
[Imagem: Wiley-VCH/Advanced Functional Materials]

Tecnologia de 1 nanômetro

Os primeiros chips com transistores de 7 nanômetros já começaram a sair das fábricas, mas os engenheiros já estão trabalhando em tecnologias várias gerações à frente.

O avanço mais recente foi obtido com o desenvolvimento de uma técnica de nanofabricação por litografia que permite criar no silício estruturas de apenas 1 nanômetro.

Chamada de "engenharia de plásmons", a técnica usa um feixe de elétrons para ativar plásmons de superfície que modificam a superfície do material, não apenas criando componentes, mas também ajustando suas propriedades elétricas e ópticas.

Embora alcance uma escala quase atômica na gravação das estruturas no silício, a técnica não se afasta totalmente da tradicional litografia, o que significa que, com os desenvolvimentos adequados, será possível levá-la para aplicações industriais.

E não se trata apenas de fazer transistores menores e aumentar a longevidade da Lei de Moore.

Quando os materiais são trabalhados com resolução de 1 nanômetro - o que é muito próximo da escala atômica - torna-se possível manipular com controle os efeitos quânticos desses materiais, o que eventualmente incluirá a fabricação controlada e rápida dos qubits, os bits dos computadores quânticos.

Micrografias dos nanofios de 1 nanômetro criados com a nova técnica de litografia plasmônica.
[Imagem: Vitor R. Manfrinato et al. - 10.1002/adfm.201903429]

De baixo para cima em escala industrial

E as possibilidades não param por aí, uma vez que há enormes vantagens em usar uma técnica "de cima para baixo", como as técnicas industriais atuais, para fazer coisas que a nanotecnologia até agora só acenava com as técnicas "de baixo para cima", que estão em escala inicial de desenvolvimento e longe de alcançarem uma alta produtividade.

"A litografia de feixe de elétrons (EBL) é uma técnica de geração de padrão de cima para baixo que permite a fabricação de padrões arbitrários em 2D, que podem ser transferidos para uma grande variedade de materiais usando diversas técnicas de transferência de padronagens, como decapagem, corrosão a úmido e seca, e síntese de infiltração sequencial.

"Ao melhorar o limite de resolução da EBL, entramos em um regime onde é possível fabricar grandes matrizes de materiais padronizados com novas propriedades físicas geradas apenas pela escala de comprimento e pela geometria dos padrões. Áreas de pesquisa que poderão se beneficiar ao máximo dessa visão são os dispositivos eletrônicos, nanofotônicos, metamateriais e nanoplasmônicos," escreveram o pesquisador brasileiro Vitor Manfrinato e seus colegas do Laboratório Nacional Brookhaven, nos EUA.

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