p Roupas esticadas podem não ser uma boa prática para o dia da lavanderia, mas no caso da fabricação de microprocessadores, esticar a estrutura atômica do silício nos componentes críticos de um dispositivo pode ser uma boa maneira de aumentar o desempenho de um circuito. p Criação de semicondutores "esticados" com espaços maiores entre os átomos de silício, comumente referido como "silício deformado, "permite que os elétrons se movam mais facilmente através do material. Historicamente, a indústria de semicondutores tem usado silício filtrado para extrair um pouco mais de eficiência e desempenho dos microprocessadores convencionais que alimentam os desktops e laptops que usamos todos os dias.

p Contudo, a incapacidade dos fabricantes de introduzir silício filtrado em eletrônicos flexíveis limitou sua velocidade teórica e potência para, no máximo, aproximadamente 15 gigahertz. Graças a um novo processo de produção iniciado pelos engenheiros da Universidade de Wisconsin-Madison, essa tampa poderia ser levantada.

p "Este novo design ainda é bastante conservador, "diz Zhenqiang (Jack) Ma, professor de engenharia elétrica e da computação. "Se fôssemos mais agressivos, pode chegar a 30 ou 40 gigahertz, facilmente."

p Ma e seus colaboradores relataram seu novo processo em Nature Scientific Reports em 18 de fevereiro, 2013

p Ma se esforçou para resolver um paradoxo para a deformação e dopagem de componentes eletrônicos de silício construídos sobre um substrato flexível. O processo de esticar é semelhante a esticar uma camiseta:os pesquisadores puxam uma camada de silício sobre uma camada de liga de silício germânio atomicamente maior, que estica o silício e força os espaços entre os átomos a se alargar. Isso permite que os elétrons fluam entre os átomos mais livremente, movendo-se pelo material com facilidade - assim como uma camiseta esticada sobre um manequim terá mais espaço entre os fios, permitindo que ele respire.

p O problema surge durante o processo de dopagem. Essa etapa necessária na fabricação de semicondutores introduz impurezas que fornecem elétrons que, em última instância, fluem através do circuito. Dopar uma folha isolada de silicone esticado é como passar um decalque em uma camiseta esticada. Assim como um design passado a ferro racha e dobra quando a camiseta é esticada e não esticada, o ato de dopagem distorce a folha de silício independente e flexível, limitando sua estabilidade e utilidade como um material para circuitos integrados.

p "Precisávamos dopar esse material de forma que a estrutura da rede interna não fosse distorcida, permitindo o silício que é tenso e dopado, "diz a mãe.

p A solução é semelhante a tingir um padrão no tecido de uma camisa, em vez de passar a ferro depois do fato. Ma e seus colaboradores UW-Madison - Max Lagally, o Professor Erwin W. Mueller e Professor Bascom de Ciência de Superfícies e Ciência e Engenharia de Materiais; e Paul Voyles, um professor associado de ciência e engenharia de materiais - desenvolveram um processo por meio do qual dopam uma camada de silício, em seguida, cresça uma camada de silício germânio sobre o silício, em seguida, coloque uma camada final de silício sobre ela. Agora, o padrão de dopagem se estende junto com o silício.

p “A estrutura é mantida, e o doping ainda está lá, "diz a mãe.

p Os pesquisadores chamam a nova estrutura de "estrutura de compartilhamento restrito". Ma acredita que usar o material para projetar circuitos flexíveis de próxima geração produzirá eletrônicos flexíveis que oferecem velocidades de clock muito maiores por uma fração do custo de energia.

p A próxima etapa será criar processadores, amplificadores de radiofrequência, e outros componentes que se beneficiariam por serem construídos em materiais flexíveis, mas anteriormente exigiam processadores mais avançados para serem viáveis. “Podemos continuar a aumentar a velocidade e refinar o uso dos chips em uma ampla gama de componentes, "diz Ma." Neste ponto, o único limite é o equipamento de litografia usado para fazer os dispositivos de alta velocidade. "