Revolução de processo vai baratear computadores e células solares

Redação do Site Inovação Tecnológica - 07/12/2012

Em vez de começar com uma pastilha de silício, o novo processo cria os componentes semicondutores em nanopartículas suspensas em um gás, de forma contínua. [Imagem: Lund University]

Fim das bolachas

Todos os circuitos integrados - dos chips em geral aos processadores em particular - são fabricados a partir de grandes "bolachas" de silício - os chamados wafers.

Tecnicamente, a bolacha de silício é o substrato onde são "escavados" os transistores e outros componentes eletrônicos, por um processo chamado litografia.

Agora, uma equipe sueca descobriu uma forma de fabricar um transistor sem precisar do substrato.

Trata-se de uma revolução de processo, uma vez que a técnica tem potencial para mudar a forma como os circuitos eletrônicos são produzidos, permitindo com que eles sejam fabricados de forma mais rápida e, portanto, fiquem mais baratos.

Eletrônica sem substrato

"Quanto eu sugeri a ideia de dispensar o substrato, o pessoal do meu laboratório disse 'Você está louco, Lars; isso nunca irá funcionar'," conta Lars Samuelson, da Universidade de Lund.

Mas funcionou.

"Quando testamos o princípio em um forno adaptado, a 400°C, os resultados foram melhores do que poderíamos sonhar," disse ele.

A ideia básica é usar nanopartículas de ouro como um substrato temporário - e recuperável - a partir do qual os semicondutores crescem na forma de nanofios.

O princípio é um progresso em relação a um trabalho anterior da equipe, quando eles conseguiram controlar o crescimento de nanofios em escala atômica.

Os nanofios são fabricados de forma controlada e muito precisa. [Imagem: Caroff et al./Nature Nanotecnology]

Sementes de ouro

As nanopartículas de ouro ficam suspensas livremente em um gás contendo os elementos necessários para o crescimento dos cristais semicondutores - silício, gálio, germânio etc.

Assim, em vez de escavar os componentes eletrônicos em um substrato de silício dopado com esses materiais, os componentes são literalmente cultivados, crescendo conforme fluem pelo interior do forno.

O crescimento dos semicondutores é controlado pelo tamanho das nanopartículas de ouro que servem de "semente", pela temperatura e pelo tempo que elas permanecem no gás.

Depois de coletados, os nanofios podem ser depositados sobre qualquer material que sirva adequadamente ao propósito que se tiver em mente, podendo ser vidro, metal ou mesmo materiais poliméricos.

Células solares

"O processo não apenas é extremamente rápido, como também ele é contínuo. A fabricação atual de substratos é feita em lotes, sendo por isso muito demorada," acrescenta Samuelson.

No momento a equipe está trabalhando em uma técnica para agilizar a coleta dos nanofios.

Segundo eles, o novo processo deverá estar pronto para a indústria em cerca de dois anos.

Antes disso, porém, eles prometem uma versão do processo para fabricação de células solares, que são mais simples do que os circuitos eletrônicos, embora utilizem os mesmos materiais.

Bibliografia:

Continuous gas-phase synthesis of nanowires with tunable properties
Magnus Heurlin, Martin H. Magnusson, David Lindgren, Martin Ek, L. Reine Wallenberg, Knut Deppert, Lars Samuelson
Nature
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/nature11652