Sim, é possível fazer chips com materiais unidimensionais

Redação do Site Inovação Tecnológica -  06/12/2016

Microfotografias e esquema dos componentes construídos pela equipe em um chip de 2,5 cm². [Imagem: Pop Lab/Stanford]

Eletrônica atômica

Engenheiros da Universidade de Stanford, nos EUA, demonstraram que já existe tecnologia capaz de fazer processadores e circuitos integrados em geral usando materiais unidimensionais, ou monoatômicos.

Apesar de todo o entusiasmo gerado pela descoberta de materiais como grafeno, molibdenita e uma série de outros, fabricar transistores e outros componentes de altíssimo rendimento em laboratório é uma coisa, mas fabricá-los em série em uma linha de produção industrial é outra bastante diferente.

Kirby Smithe e seus colegas acabam de demonstrar que isso é possível, faltando pouco para que o processo possa ir definitivamente para a fábrica.

Área versus espessura

A equipe começou com uma folha de molibdenita, que é formada por uma camada de átomos de molibdênio ensanduichada entre duas camadas de enxofre.

De pronto, eles depuseram o material sobre uma pastilha de silício grande o suficiente para formar um chip. Se parece pouco, é só verificar as proporções envolvidas entre a pastilha de silício e o material unidimensional: a camada de molibdenita ficou com uma área 25 milhões de vezes maior do que sua espessura.

Faltava então usar o material para criar chaves elétricas - os precursores dos transistores - e checar seu funcionamento. O processo de litografia é quase trivial; o que deu mais trabalho foi conectar eletrodos a esses nanocomponentes para que a energia chegasse até eles.

A equipe gravou imagens de Cliton e Trump retirando porções detalhadas da camada de molibdenita (mais escura). [Imagem: Smithe et al. - 10.1088/2053-1583/4/1/011009]

Inspiração

Para demonstrar o avanço na manipulação das camadas monoatômicas, a equipe usou a litografia para produzir as imagens dos dois então candidatos à eleição nos EUA - a eleição não havia acabado quando eles fizeram o trabalho.

"Muitas pessoas estão interessadas na eletrônica porque a tecnologia é útil. Mas esperamos que o nanotrump e a nanoclinton possam ampliar o interesse na pesquisa. Talvez ver retratos gravados em uma tela de três átomos de espessura inspire os futuros pesquisadores de uma forma que nem sequer imaginamos," disse o professor Eric Pop.

Sobre a tecnologia ele é mais cauteloso, mas mostra que o trabalho está andando: "Nós temos um bocado de trabalho por fazer para escalonar este processo em circuitos de maior escala e com melhor desempenho. Mas agora temos todos os blocos fundamentais," concluiu.

• Grafeno é apenas o começo no universo dos materiais unidimensionais

Bibliografia:

Intrinsic Electrical Transport and Performance Projections of Synthetic Monolayer MoS2 Devices
Kirby K. H. Smithe, Chris D. English, Saurabh V. Suryavanshi, Eric Pop
2D Materials
Vol.: 4, Number 1
DOI: 10.1088/2053-1583/4/1/011009
https://arxiv.org/abs/1608.00987