Brasileiro abre novas fronteiras para nanofabricação

Vitor Manfrinato (à direita) com seus colegas,
junto ao microscópio STEM utilizado no trabalho.
Embaixo, as nanoestruturas construídas com uma precisão inédita.
[Imagem: Vitor Manfrinato/BNL]

O pesquisador brasileiro Vitor Manfrinato, atualmente no MIT, nos Estados Unidos, está ajudando a abrir novas fronteiras para a nanofabricação.

Para que as nanociências gerem nanotecnologias, é necessário fabricar objetos e estruturas em escala nanométrica - nisto consiste a nanofabricação, que trabalha com objetos nas dimensões do milionésimo de metro.

Todos os avanços atuais na eletrônica, na fotônica e na computação quântica - a provável a linha de desenvolvimento futuro do hardware - já dependem da nanofabricação.

Um dos mecanismos mais comuns de fabricar objetos em nanoescala é a litografia, que serve tanto para fabricar componentes eletrônicos, como os transistores dos processadores de computador, quanto para fazer moldes onde moléculas possam se automontar para formar estruturas "de baixo para cima".

O grande desafio é fazer a ponte entre a litografia tradicional e a nanolitografia, que precisa operar em dimensões que estão se aproximando das dimensões moleculares e atômicas.

Manfrinato e seus colegas desenvolveram uma nova técnica que permite a construção de estruturas precisas com apenas 2 nanômetros.

Para se ter uma ideia das dimensões envolvidas, basta ver que uma estrutura de de 2 nanômetros de comprimento terá meros 10 átomos de uma ponta à outra.

Além do que, isso é 10 vezes menor do que a dimensão dos transistores mais modernos.

O interesse na nanolitografia é mundial porque esta é a técnica usada por toda a indústria eletrônica - aprimorá-la é muito mais fácil do que ter que construir uma fábrica totalmente nova, baseada em outra tecnologia.

Por outro lado, essa precisão aproxima a nanolitografia dos campos emergentes que prometem complementar, ou eventualmente substituir, a eletrônica, como a plasmônica, a spintrônica e a eletrônica molecular.

Segundo Manfrinato, o maior desafio para a nanolitografia nessas dimensões é o colapso das saliências que estão sendo construídas devido à força de capilaridade e a problemas de adesão do resiste ao substrato.

Isso, por outro lado, sinaliza que seu trabalho poderá atingir dimensões ainda menores.

"Um sistema otimizado de resiste deverá resultar em resoluções ainda mais elevadas," disse o pesquisador brasileiro.

Bibliografia:

Resolution Limits of Electron-Beam Lithography toward the Atomic Scale
Vitor R. Manfrinato, Lihua Zhang, Dong Su, Huigao Duan, Richard G. Hobbs, Eric A. Stach, Karl K. Berggren
Nano Letters
Vol.: 13 (4), pp 1555-1558
DOI: 10.1021/nl304715p

Fonte: Inovação Tecnológica