p A nanotecnologia é considerada a tecnologia-chave do século 21, entregando os métodos fundamentais, que permitem que objetos com apenas algumas centenas de nanômetros de tamanho sejam produzidos em qualquer formato necessário. Esses objetos encontram aplicações em praticamente todos os lugares - seja para microprocessadores e circuitos elétricos em computadores, na indústria de telecomunicações, ou na medicina e na biotecnologia - para citar apenas alguns. Para encorajar o desenvolvimento de novos processos de fabricação, a UE estabeleceu recentemente a Rede de Treinamento Marie Curie "ELENA" (química de baixa energia movida a elétrons para a vantagem de métodos emergentes de nanofabricação). A Empa é uma das parceiras do projeto, junto com 13 universidades, três institutos de pesquisa e cinco parceiros industriais, retirados de um total de 13 países. p O objetivo deste projeto de grande escala é fornecer formação a jovens cientistas europeus no domínio da nanotecnologia, de forma a que possam gerar as ideias inovadoras necessárias para continuar a investigação e exploração científica, aumentando assim a competitividade internacional da Europa. A rede é liderada por Oddur Ingólfsson, da Universidade da Islândia em Reykjavík, O representante da Empa é Ivo Utke do laboratório de Mecânica de Materiais e Nanoestruturas de Thun.

p A Empa já estava envolvida no projeto antecessor de "ELENA", a Rede COST-Action "CELINA" (química para nanofabricação induzida por elétrons), onde trabalhou em estreita colaboração com algumas das universidades que agora participam do projeto atual. O objetivo do "CELINA" foi investigar a adequação de materiais de baixa volatilidade para a escrita direta com feixes de elétrons focalizados usando um sistema de injeção de gás (desenvolvido internamente) com um microscópio eletrônico de varredura.

p Nos próximos quatro anos, a UE disponibilizará cerca de 4 milhões de euros para o ELENA. Dois processos de nanotecnologia de última geração são o foco da rede:Deposição induzida por feixe de elétrons focalizado, (FEBID) e Litografia Ultravioleta Extrema (EUVL).

p Escrevendo estruturas extremamente finas em três dimensões

p A técnica FEBID faz uso de um feixe de elétrons extremamente focado. Isso é usado para "escrever" estruturas tridimensionais de qualquer forma necessária em uma superfície, como os wafers de silício a partir dos quais os chips de computador são fabricados. As estruturas são criadas por uma forma de "Manufatura Aditiva", nessas moléculas absorventes, que são continuamente fornecidos à superfície em questão, são então quebrados por um feixe de elétrons, após o que certas partes da molécula são depositadas localmente no substrato. O processo requer o uso de moléculas contendo as partes componentes necessárias - estas são então liberadas pelo feixe de elétrons para criar a composição de material necessária no substrato.

p Impressão de materiais funcionais

p No curso dos cientistas de materiais do projeto ELENA, Químicos e físicos trabalharão juntos para desenvolver e testar moléculas que sejam adequadas para a técnica FEBID. Este processo tem sido objeto de pesquisa na Empa há cerca de 10 anos e já foi aplicado com sucesso para escrever sensores magnéticos com a mais alta resolução magnética lateral. Para tanto, os pesquisadores da Empa utilizaram a molécula Co2 (CO) 8, o que lhes permitiu escrever um composto granular de cobalto com propriedades magnéticas especiais em uma matriz contendo carbono em uma camada de óxido de silício entre vários eletrodos de ouro. Outra aplicação foi realizada na área de nanofotônica:a substância inicial, ouro Me2Au (tfa) foi usado para escrever uma rede óptica em uma superfície de cavidade vertical emitindo laser de maneira minimamente invasiva.

p A técnica EUVL também imprime estruturas extremamente finas em superfícies, embora seja limitado a duas dimensões. Materiais especialmente adaptados também são necessários para que este processo funcione corretamente, neste caso, filmes finos conhecidos como fotorresistentes. Quando esses filmes são irradiados com luz EUV da maneira apropriada, eles criam com eficiência e precisão as estruturas necessárias.

p A busca por novas moléculas para escrita aditiva em metais puros usando FEBID, e novos fotorresistentes para EUVL está no foco dos esforços de pesquisa de um total de 15 estudantes de doutorado que trabalham no projeto ELENA. O grupo de Ivo Utke, com dois pós-doutorandos e três alunos de doutorado, está testando possíveis formas de controlar os componentes depositados da molécula absorvente em função da intensidade dos feixes de elétrons e dos fluxos das moléculas em um microscópio eletrônico de varredura.