Nanolitografia para chips do futuro

Engenheiro nuclear Ahmed Hassanein, em seu laboratório na Universidade de Purdue:
nanolitografia para chips do futuro.

Ao criar feixes de plasma extremamente finos, pesquisadores conseguem chegar um passo mais perto de chips mais potentes.

Os atuais computadores utilizam a luz ultravioleta para transmissão de informações, mas essa tecnologia possui uma restrição: o comprimento de onda limita o tamanho do chip, impedindo que este fique muito pequeno. O problema de espaço faz com que pesquisadores cheguem ao limite de uma das “regras” não oficiais da computação moderna: a Lei de Moore.

Ela afirma que o número de transistores que podem ser colocados em um circuito integrado dobra a cada 18 meses. Batizada em 1965 em homenagem a seu criador, Gordon E. Moore, um dos fundadores da Intel, a lei é válida até hoje graças à produção de dispositivos cada vez menores.No entanto, com chips já bastante reduzidos, fica cada vez mais difícil aumentar a sua capacidade sem aumentar o tamanho.

Para resolver esse problema, cientistas investem na nanolitografia. Essa nova tecnologia é baseada em plasma, que gera luz ultravioleta extrema, mas a comprimentos de onda de 13,5 nanômetros, menos de um décimo do tamanho atual. Ainda em fase de pesquisa, ela está sendo testada por cientistas da Universidade de Purdue e do Laboratório Nacional Argonne, do Departamento de Energia Americano, liderados pelo professor Ahmed Hassanein.

O plasma é um material parcialmente ionizado, similar ao gás. Por causa de sua condutividade elétrica, os pesquisadores podem usar campos magnéticos para dar a ele diferentes formas, entre elas, os feixes.

Nos estudos conduzidos, foram testadas as eficiências de duas técnicas para produzir o plasma: uma utiliza laser e a outra corrente elétrica. O método de laser utiliza o aquecimento de substâncias como xenônio, lítio ou estanho para criar o plasma – que produz então luz na forma de fótons.

No entanto, nos dois métodos, ainda é necessário aperfeiçoar as taxas de conversão de energia, já que apenas 1% ou 2% dela consegue ser convertida. Um dos desafios vem do fato da absorção dos fótons produzidos ser feita por lentes que, portanto, não podem ser usadas para focalizar o feixe. Para realizar tal tarefa, são utilizados espelhos, mas isso gera um outro problema: o plasma condensa em sua superfície, reduzindo a refletividade e limitando a eficiência do processo.

Como parte das pesquisas, a equipe realiza simulações em um computador. As chamadas HEIGHTS (High-Energy Interaction With General Heterogeneous Target Systems) podem levar diversos meses para serem concluídas, mas simulam todo o processo da evolução do plasma: desde a interação do laser com seu alvo, até a evaporação e ionização.

A boa notícia é que, mesmo ainda em fase de pesquisa, a técnica já apresenta resultados promissores: as simulações feitas até agora batem com os dados do laboratório experimental em Purdue. Isso significa que os computadores do Argonne têm grandes chances de encontrar uma maneira de otimizar essas taxas de conversão.

Fonte: Info Abril