Sucessor do silício alcança escala industrial

Redação do Site Inovação Tecnológica - 07/01/2010

No experimento, foram utilizadas pastilhas de silício (wafers) de 75 milímetros. Mas, segundo a empresa, toda a técnica pode ser igualmente aplicada às pastilhas de 300 milímetros empregadas na fabricação dos processadores mais modernos.
[Imagem: Fujitsu]

A empresa japonesa Fujitsu apresentou o primeiro protótipo de um chip construído à base de grafeno, o material considerado o candidato mais promissor para substituir o silício quando a eletrônica atual atingir seus limites de miniaturização.

O grafeno é a folha orgânica mais fina que pode existir, com apenas um átomo de carbono de espessura (veja Transistor mais fino do mundo é feito com folha de grafeno).

Outros pesquisadores já haviam demonstrado anteriormente o funcionamento dos transistores de grafeno como substitutos dos transistores de silício.

Grafeno industrial

O grande interesse no feito agora alcançado pelos engenheiros da Fujitsu é que a técnica não se baseia em aparatos delicados de laboratório, mas em equipamentos utilizados rotineiramente pela indústria eletrônica.

Os transistores de grafeno foram construídos diretamente sobre a superfície das pastilhas isolantes usadas pela indústria, usando a técnica de deposição de vapor químico em baixa temperatura - toda a indústria de semicondutores utiliza esta técnica nos processos produtivos atuais.

Os métodos disponíveis para a fabricação de grafeno usam temperaturas elevadas, ao redor de 1000º C. A Fujitsu baixou esta temperatura para 650º C, tornando possível construir os transistores de grafeno sobre uma grande variedade materiais.

No experimento, foram utilizadas pastilhas de silício (wafers) de 75 milímetros. Mas, segundo a empresa, toda a técnica pode ser igualmente aplicada às pastilhas de 300 milímetros empregadas na fabricação dos processadores mais modernos.

Sucessor do silício

O grafeno, também chamado de nanocarbono, tem potencial para ser o material usado na próxima geração de circuitos eletrônicos de baixa potência graças às suas características de elevada mobilidade de cargas elétricas, tanto dos elétrons (cargas negativas) quanto das lacunas (cargas positivas).

Atualmente, o silício é o material utilizado na construção dos transistores - os elementos básicos de todos os circuitos eletrônicos.

Velocidades de processamento cada vez maiores têm sido alcançadas por meio da miniaturização desses componentes.

No entanto, nos últimos anos, a tecnologia de miniaturização foi se aproximando de seus limites, e alcançar um desempenho ainda mais elevado está se tornando cada vez mais difícil. Este problema levou a uma onda de desenvolvimento de uma nova geração de transistores utilizando outros materiais, como os semicondutores germânio e arseneto de gálio.

Estas pesquisas tomaram um novo rumo em 2004, com a descoberta do grafeno.

[Imagem: Fujitsu]

O que é grafeno?

O grafeno é essencialmente uma única camada de grafite, o mesmo material utilizado na fabricação das pontas de lápis e de lubrificantes industriais.

Os átomos individuais de carbono no grafeno estão dispostos em uma estrutura hexagonal, o que gera uma folha plana. Se essas folhas forem enroladas elas resultarão nos famosos nanotubos de carbono.

Os experimentos têm demonstrado que o grafeno tem uma mobilidade de elétrons extremamente elevada em comparação com o silício usado nos chips atuais, o que faz com que ele seja apontado como o material mais promissor para a fabricação de uma nova geração de transistores mais rápidos e capazes de operar com tensões mais baixas.

Esta é a primeira vez que é demonstrada a viabilidade técnica da fabricação de transistores de grafeno utilizando os processos e técnicas padrão da indústria eletrônica.

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