p (PhysOrg.com) - Em breve, poderá ser possível fabricar as estruturas minúsculas que compõem os transistores e os chips de silício de forma rápida e econômica. Cientistas suíços estão atualmente investigando o uso de litografia dinâmica de estêncil, um método recente, mas ainda não aperfeiçoado, para a criação de nanoestruturas. p Mais rápido, menos caro, e melhor. Estas são as vantagens da litografia de estêncil dinâmico, uma nova maneira de fabricar nanoestruturas, como as estruturas minúsculas em transistores e chips de silício.

p O princípio da técnica do “stencil” para fazer estruturas na escala nanométrica (um milionésimo de milímetro) é simples:um substrato - um wafer de silício (Si) ou plástico flexível - é colocado em um evaporador. Em cima dele está um estêncil com aberturas, chamadas aberturas, cerca de 100-200 nanômetros de tamanho. Durante a evaporação do metal, o estêncil funciona como uma máscara, e apenas o metal que passa pelas aberturas atinge o substrato. Assim, é possível depositar localmente o metal no substrato em um padrão muito específico. Essa precisão é essencial para que os transistores ou outros componentes eletrônicos constituídos por essas estruturas funcionem adequadamente. “Pegue um pedaço de papel, corte um círculo no meio. Coloque o resto do papel contra a parede, borrife tudo com tinta, e, em seguida, remova o estêncil. Você tem um bom círculo. Este é essencialmente o princípio que estamos usando, ”Diz Veronica Savu, que trabalha no Laboratório de Microsistemas da EPFL, liderado pelo professor Juergen Brugger. “Usar estênceis para fazer algo não é novo, ela continua. Mas ser capaz de fazer isso em uma escala tão pequena é um verdadeiro desafio científico. ”

p E Savu já aceitou o desafio. Sua pesquisa foi destaque na capa da revista científica Nanoescala este Verão. Ela também ganhou recentemente uma bolsa da Swiss National Science Foundation para continuar seu trabalho. Ela não está satisfeita com a litografia que usa um estêncil estático, tal como foi descrito acima, porque impõe várias limitações; obter diferentes padrões de um único estêncil é impossível, por exemplo. Ela está interessada em litografia dinâmica de estêncil (DSL), um novo processo que permite designs personalizados usando o mesmo estêncil.

p “Com uma única abertura, nosso estêncil pode ser movido durante a evaporação do metal, e pode desenhar vários padrões bidimensionais diferentes em uma única operação, como um quadrado, um círculo, uma linha ou uma cruz. É como escrever um texto com um lápis, ”Ela explica. “Também provamos que é possível usar este método em um substrato de 100 mm de diâmetro, o tamanho padrão usado na indústria. ”Até este ponto, ninguém conseguiu fazer tudo o que é necessário para aplicar DSL em nanoescala no mundo real. “Nós sabíamos sobre DSL, sobre aberturas de estêncil de tamanho submicrométrico, e sobre o uso de estênceis em amostras de silício de tamanho industrial. Mas ninguém ainda foi capaz de reunir todos esses elementos em um único método. ”

p A litografia de estêncil estática ou dinâmica poderia, portanto, ser usada na indústria, substituindo os chamados métodos tradicionais de nanolitografia "baseados em resistência". Esses são processos complicados e caros. “O uso de estênceis no modo estático representa uma democratização da nanolitografia - sem necessidade de maquinários caros, apenas um estêncil e um evaporador, ”Diz o professor Brugger.

p “Agora, Vamos colaborar com o Centro de Nanociências da Universidade de Basel para fazer os testes necessários para provar uma aplicação real da litografia de estêncil dinâmico, ”Veronica Savu explica. “O objetivo é, eventualmente, fazer transistores funcionais, possivelmente usando grafeno ou nanofios, como já fizemos com a litografia de estêncil estático. ”