p Os pesquisadores do MIT desenvolveram uma nova abordagem para criar a complexa matriz de fios e conexões em microchips, usando um sistema de polímeros de automontagem. O trabalho pode eventualmente levar a uma forma de fazer componentes mais densamente compactados em chips de memória e outros dispositivos. p O novo método - desenvolvido pelo aluno de doutorado visitante do MIT, Amir Tavakkoli, da Universidade Nacional de Cingapura, juntamente com dois outros alunos de pós-graduação e três professores nos departamentos de Engenharia Elétrica e Ciência da Computação (EECS) e Ciência e Engenharia de Materiais (DMSE) do MIT - é descrito em um artigo publicado em agosto na revista Materiais avançados ; o papel está disponível online agora.

p O processo está intimamente relacionado a um método que a mesma equipe descreveu no mês passado em um artigo em Ciência , o que torna possível produzir configurações tridimensionais de fios e conexões usando um sistema semelhante de polímeros automontáveis.

p No novo jornal, os pesquisadores descrevem um sistema para produzir matrizes de fios que se encontram em ângulos retos, formando quadrados e retângulos. Embora essas formas sejam a base para a maioria dos layouts de circuito de microchip, eles são muito difíceis de produzir por meio da automontagem. Quando as moléculas se automontam, explica Caroline Ross, o professor de Ciência e Engenharia de Materiais da Toyota e co-autor dos artigos, eles têm uma tendência natural para criar formas hexagonais - como um favo de mel ou uma série de bolhas de sabão entre folhas de vidro.

p Por exemplo, uma matriz de minúsculos rolamentos de esferas em uma caixa "tende a dar uma simetria hexagonal, mesmo que esteja em uma caixa quadrada, "Ross diz." Mas não é isso que os designers de circuito querem. Eles querem padrões com ângulos de 90 graus "- superar essa tendência natural era essencial para produzir um sistema de automontagem útil, ela diz.

p A solução da equipe cria uma série de minúsculos postes na superfície que orientam a padronização das moléculas de polímero de automontagem. Isso também tem outras vantagens:além de produzir padrões quadrados e retangulares perfeitos de minúsculos fios de polímero, o sistema também permite a criação de uma variedade de formas do próprio material, incluindo cilindros, esferas, elipsóides e cilindros duplos. "Você pode gerar essa impressionante variedade de recursos, "Ross diz, "com um modelo muito simples."

p Karl Berggren, professor associado de engenharia elétrica do MIT e co-autor do artigo, explica que essas formas complexas são possíveis porque "o modelo, que é revestido de modo a repelir um dos componentes do polímero, causa muita tensão local no padrão. O polímero então gira e gira para tentar evitar essa deformação, e, ao fazê-lo, se reorganiza na superfície. Assim, podemos derrotar as inclinações naturais do polímero, e torná-lo a criar padrões muito mais interessantes. "

p Este sistema também pode produzir recursos, como matrizes de orifícios no material, cujo espaçamento é muito mais próximo do que pode ser alcançado usando métodos convencionais de fabricação de chips. Isso significa que ele pode produzir no chip recursos muito mais compactos do que os métodos atuais podem criar - uma etapa importante nos esforços contínuos para compactar cada vez mais componentes eletrônicos em um determinado microchip.

p "Esta nova técnica pode produzir várias [formas ou padrões] simultaneamente, "Tavakkoli diz. Ele também pode fazer" padrões complexos, que é um objetivo para a fabricação de nanodispositivos, "com menos etapas do que os processos atuais. A fabricação de uma grande área de circuitos complexos em um chip usando litografia de feixe de elétrons" pode levar vários meses, "diz ele. Em contraste, usar o método do polímero de automontagem levaria apenas alguns dias.

p Ainda é muito tempo para fabricar um produto comercial, mas Ross explica que esta etapa precisa ser realizada apenas uma vez para criar um padrão mestre, que pode então ser usado para estampar um revestimento em outros chips em um processo de fabricação muito rápido.

p A técnica pode se estender além da fabricação de microchip também, Ross diz. Por exemplo, uma abordagem para a missão de empacotar quantidades cada vez maiores de dados em mídia magnética, como discos rígidos de computador, é usar um revestimento magnético com um padrão muito fino estampado nele, definindo precisamente as áreas onde cada bit de dados deve ser armazenado. Essa padronização fina poderia ser criada usando este método de automontagem, ela diz, e então carimbado nos discos.

p Os colegas de Tavakkoli e Ross neste trabalho são os alunos de doutorado do DMSE Adam Hannon e Kevin Gotrik, Alfredo Alexander-Katz, professor do DMSE e Karl Berggren, professor do EECS. A pesquisa, que incluiu o trabalho no Laboratório de Nanoestruturas do MIT e instalação de Litografia de Feixe Elecrônico de Varredura, foi financiado pela Semiconductor Research Corporation, o Center on Functional Engineered Nano Architectonics, o Instituto Nacional de Recursos, a Aliança Cingapura-MIT, a National Science Foundation, a Taiwan Semiconductor Manufacturing Company e a Tokyo Electron