A possibilidade de olhar dentro dos chips de silício para ver suas pequenas peças funcionando, sem danificar os chips, está um passo mais perto graças a uma equipe internacional liderada por cientistas do LCN.

O grupo no LCN, liderado pelo Dr. Neil Curson, mostraram que podem gerar imagens de minúsculos componentes tridimensionais feitos de átomos de fósforo, que são completamente invisíveis para todas as outras tecnologias de imagem.

Notavelmente, as imagens desses componentes foram obtidas apesar do fato de que os componentes eram do tamanho de apenas algumas dezenas de átomos, eram atomicamente finos e estavam enterrados sob a superfície do chip. Uma determinação quantitativa precisa da localização dos componentes enterrados foi obtida, junto com certas propriedades elétricas. Esta descoberta foi publicada em Avanços da Ciência .

Os componentes que foram estudados, incluindo um cruzamento tridimensional de faixas de fósforo metálico, foram projetados e fabricados pelo estudante de doutorado da LCN Alex Kölker. Ele usou uma agulha de metal super afiada para escrever padrões em uma única camada de átomos de hidrogênio que ficava na superfície de um chip de silício, criar um modelo com a forma desejada. Ao causar uma reação química entre a superfície do chip e o gás fosfina, átomos de fósforo foram escritos na superfície, na forma do modelo. As estruturas de fósforo foram então enterradas com mais silício para completar o dispositivo.

Um microscópio de varredura de micro-ondas recentemente desenvolvido foi usado para tirar fotos dos componentes, obtido com nossos colaboradores na Universidade Johannes Kepler, liderado por Georg Gramse, e pela Keysight Technologies (Áustria), Paul Scherrer Institut, ETH Zürich e EPF Lausanne (Suíça). O microscópio funciona focalizando as microondas (como as de um forno de microondas), na extremidade de uma ponta de metal que é empurrada contra a superfície do chip. As microondas são disparadas no chip, subsequentemente, recuperando-se dos componentes enterrados, medido, e usado para construir uma imagem.

De acordo com o Dr. Curson "O trabalho é potencialmente de importância global porque os chips de silício estão se tornando tão sofisticados e intrincados que tirar fotos de suas menores peças de trabalho é incrivelmente difícil e demorado, e atualmente envolve a destruição do chip. Se pudéssemos ver facilmente todos os componentes de um chip, em uma mansão não destrutiva, seria uma virada de jogo. O que fizemos é um grande passo nesse sentido. Essas tecnologias também estão se tornando importantes para os governos interessados ​​em saber o que há dentro dos eletrônicos estrangeiros que estão usando! "

"Outra aplicação importante de nossa tecnologia de imagem é auxiliar na fabricação de computadores quânticos de fósforo em silício, que têm o potencial de revolucionar completamente a computação, se realizado. "

O Dr. Ferry Kienberger, da Keysight Technologies, afirma:"Nossa empresa vê este trabalho como um grande avanço ao demonstrar que a microscopia de varredura por microondas é o caminho a seguir para a caracterização da próxima geração de dispositivos elétricos e componentes quânticos em silício."

Os recursos demonstrados aqui são transformadores para diagnósticos não invasivos de componentes elétricos em escala atômica que formarão a próxima geração de dispositivos "clássicos" e quânticos.