p Os fabricantes de chips de computador se esforçam continuamente para embalar mais transistores em menos espaço, ainda assim, à medida que o tamanho desses transistores se aproxima da escala atômica, há limites físicos sobre o quão pequenos eles são capazes de fazer os padrões para o circuito. p Agora, aproveitando uma pastilha de germânio revestida com uma camada de grafeno virtualmente puro - uma folha de carbono disposta com apenas um átomo de espessura - uma equipe de engenheiros da Universidade de Wisconsin-Madison e da Universidade de Chicago desenvolveu um método mais simples, abordagem de manufatura reproduzível e menos cara usando automontagem dirigida.

p A automontagem dirigida é uma grande escala, técnica de nano-padronização que pode aumentar a densidade dos padrões de circuito e contornar algumas limitações dos processos litográficos convencionais para circuitos de impressão em wafers de semicondutores como o silício.

p O engenheiro elétrico Zhenqiang "Jack" Ma e o engenheiro de materiais Michael Arnold da UW – Madison, o engenheiro químico Paul Nealey, da Universidade de Chicago, e seus alunos publicaram detalhes do avanço na edição de 16 de agosto da revista. Relatórios Científicos .

p Seu trabalho pode significar um aumento na funcionalidade da eletrônica de semicondutores e na capacidade de armazenamento de dados.

p Para atingir o tamanho incrivelmente minúsculo necessário para o circuito na eletrônica de semicondutores do futuro, fabricantes estão desenvolvendo automontagem dirigida, que permite a fabricação de intrincados, padrões de polímero perfeitamente ordenados para circuitos.

p Para automontagem dirigida, os pesquisadores usam técnicas químicas convencionais para definir um pré-padrão. Quando cadeias de moléculas conhecidas como copolímeros em bloco se automontam no pré-padrão, eles seguem o padrão para formar recursos bem ordenados.

p O novo método dos pesquisadores é muito mais rápido, e reduz o número de etapas do processo para apenas duas:litografia e ataque de plasma.

p Na primeira demonstração de sua técnica, os pesquisadores usaram litografia de feixe de elétrons e uma técnica de gravação de plasma suave para padronizar listras de grafeno de um átomo de espessura em uma bolacha de germânio. Em seguida, eles revestiram o wafer com um copolímero de bloco comum chamado poliestireno-bloco-poli (metacrilato de metila).

p Quando aquecido, o copolímero em bloco se auto-montou completamente em apenas 10 minutos - em comparação com 30 minutos usando padrões químicos convencionais - e com menos defeitos. Os pesquisadores atribuem esta montagem rápida ao liso, rígido, superfícies cristalinas de germânio e grafeno.

p Seu novo método tira proveito de um fenômeno chamado multiplicação de densidade. Os pesquisadores usaram litografia de feixe de elétrons para primeiro criar um modelo mestre maior com padrões esparsos que orientam a orientação de seus copolímeros em bloco.

p Quando eles direcionaram o copolímero em bloco para a automontagem, fez isso de uma forma que melhorou a resolução do modelo original - neste caso, por um fator de 10. O melhor realce anterior por multiplicação de densidade foi um fator de quatro.

p Embora o padrão de listras fosse uma demonstração simples de sua técnica, os pesquisadores também mostraram que funciona com padrões arquitetônicos mais complexos ou irregulares, incluindo aquelas com curvas abruptas de 90 graus.

p "Esses modelos oferecem uma alternativa interessante aos padrões químicos tradicionais compostos de esteiras e escovas de polímero, pois fornecem uma cinética de montagem mais rápida e ampliam a janela de processamento, ao mesmo tempo que oferece um inerte, mecanicamente e quimicamente robusto, e modelo uniforme com interfaces de material bem definidas e nítidas, "diz Nealey.

p A técnica permite que eles combinem a uniformidade e o processamento mais simples dos métodos litográficos tradicionais "de cima para baixo" com as vantagens da montagem "de baixo para cima" e maior multiplicação de densidade, e oferece uma rota promissora para produção em larga escala a custos significativamente reduzidos.

p "Usar este modelo de grafeno de um átomo de espessura nunca foi feito antes. É um novo modelo para orientar a automontagem dos polímeros, "diz Ma." Isso é compatível com a produção em massa. Abrimos a porta para recursos ainda menores. "