p (PhysOrg.com) - Os diamantes podem ser mais conhecidos como um símbolo de amor duradouro. Mas os fabricantes de semicondutores também esperam que eles se tornem componentes-chave de micro-máquinas de longa duração se um novo método desenvolvido no Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) para esculpir esses materiais resistentes, cristais capazes prova seu valor. O método oferece uma maneira precisa de projetar cortes microscópicos em uma superfície de diamante, produzindo benefícios potenciais em ambos os campos de medição e tecnológico. p Ao combinar suas próprias observações com antecedentes coletados da ciência dos materiais, Os pesquisadores de semicondutores do NIST descobriram uma maneira de criar características únicas no diamante - potencialmente levando a melhorias na nanometrologia em curto prazo, já que permitiu à equipe fazer furos de formato preciso em uma das substâncias conhecidas mais duras. Mas, além da criação de nanorulers virtualmente indestrutíveis, o método pode um dia levar ao aprimoramento de uma classe de dispositivos eletrônicos úteis em telefones celulares, giroscópios e implantes médicos.

p Bem conhecido por fazer os microchips eletrônicos extremamente complexos que executam nossos laptops, a indústria de semicondutores expandiu seu portfólio fabricando dispositivos minúsculos com peças móveis. Construído com substancialmente as mesmas técnicas dos chips eletrônicos, esses "sistemas microeletromecânicos, ”Ou MEMS, têm apenas alguns micrômetros de tamanho. Eles podem detectar mudanças ambientais, como calor, pressão e aceleração, potencialmente permitindo que eles formem a base de minúsculos sensores e atuadores para uma série de novos dispositivos. Mas os designers devem tomar cuidado para que as pequenas peças móveis não parem desastrosamente. Uma maneira de fazer com que as peças deslizantes durem mais tempo sem quebrar é fabricá-las com um material mais resistente do que o silício.

p “O diamante pode ser a substância ideal para dispositivos MEMS, ”Diz Craig McGray do NIST. “Pode suportar condições extremas, além disso, é capaz de vibrar nas frequências muito altas que os novos produtos eletrônicos de consumo exigem. Mas é muito difícil, claro, e não havia uma maneira de projetá-lo com muita precisão em pequenas escalas. Achamos que nosso método pode realizar isso. ”

p O método usa um processo de corrosão química para criar cavidades na superfície do diamante. A forma cúbica de um cristal de diamante pode ser fatiada de várias maneiras - um fato que os joalheiros aproveitam ao criar facetas em gemas. A velocidade do processo de gravação depende da orientação da fatia, ocorrendo em uma taxa muito mais lenta na direção das "faces" do cubo - pense em dividir o cubo em cubos menores - e esses planos de face podem ser usados ​​como uma espécie de limite onde o ataque pode ser interrompido quando desejado. Em seus experimentos iniciais, a equipe criou cavidades com largura de 1 a 72 micrômetros, cada um com paredes laterais verticais lisas e fundo plano.
“Gostaríamos de descobrir como otimizar o controle desse processo a seguir, ”McGray diz, “Mas algumas das maneiras como o diamante se comportou nas condições que usamos foram inesperadas. Pretendemos explorar alguns desses mistérios enquanto desenvolvemos um protótipo de dispositivo MEMS de diamante. ”