Modificando uma liga metálica com a ajuda de um microscópio de força atômica, pesquisadores puderam, por assim dizer, desenhar condutores. Irrealista para fabricar circuitos verdadeiros, essa técnica poderá servir para armazenamento de informação. Contudo, no momento, tudo se apaga em 24 horas...

Ainda um novo método para realizar uma memória eletrônica... Jeremy Levy, diretor de um laboratório na Universidade de Pittsburgh (EUA), fabricou um dispositivo utilizando um microscópio de força atômica para modificar localmente o estado de uma liga, transformando-a, à sua vontade, em condutor ou em isolante, por conseguinte, com o mesmo efeito que a dopagem de um semicondutor na eletrônica convencional. Os resultados acabam de ser publicados na revista Nature Materials.

A equipe utiliza titanato de estrôncio (SrTiO₃) e aluminato de lantânio (LaAlO₃), formando duas camadas finas. É na sua interface que se produz o fenômeno, controlado pelo microscópio de força atômica. Conhecido como AFM (Atomic Force Microscope), esse aparelho é munido de uma ponta extremamente fina, montada sobre um minúsculo cantilever. As forças das interações entre átomos ou moléculas fazem o cantilever se mover quando a ponta se coloca muito próxima de uma superfície. Como o microscópio de efeito túnel [microscópio de tunelamento] (que também utiliza uma ponta mas mede uma corrente elétrica), o AFM analisa, portanto, superfícies.

Foi aplicando uma corrente elétrica ao nível da ponta do microscópio que os pesquisadores puderam modificar o estado do metal. Na interface entre as duas camadas metálicas se forma um gás de elétrons bidimensional (ou 2DEG, two Dimentional Electron Gas), que torna essa fronteira condutora. A ponta afeta uma dimensão muito pequena, deslocando-se a amostra, pode-se assim traçar um padrão maior. Tal como com uma caneta, os pesquisadores desenharam pontos de cerca de dois nanômetros de diâmetro e linhas muito finas, com menos de 3 nanômetros de espessura.

Cantilever de um microscópio de força atômica, com sua ponta.

Créditos: Olympus

Esses padrões traçados podem se comportar como transistores. Assim, poder-se-ia pensar em desenhar, desse modo, um circuito inteiro. Conforme os próprios pesquisadores, a operação não seria razoável. Complexa e lenta, não poderá jamais rivalizar com as técnicas industrializadas de fabricação de circuitos com semicondutores. Em compensação, uma característica do procedimento é interessante: ele é reversível. Passando-se a ponta sobre uma zona tornada condutora, os cientistas conseguem torná-la novamente isolante.

Enfim, fica, portanto, a possibilidade de realizar minúsculas zonas condutoras ou não, das quais pode-se em seguida verificar o estado com o auxílio de uma corrente elétrica. Em outras palavras, trata-se de uma memória binária reinscritível. Sendo as dimensões alcançadas uma centena de vezes inferiores àquelas de uma memória eletrônica tradicional, compreende-se que a equipe continue com suas pesquisas para explorar esse novo método.

O principal problema a ser resolvido é o do tamanho: a estrutura obtida não é estável e desaparece ao cabo de um dia. Um pouco curta para estocar dados. Mas isso não é senão o começo!

Esquema apresentado pelos pesquisadores para mostrar a realização direta
de um circuito eletrônico com interface entre dois compostos de titânio
e de alumínio, com a ajuda de uma ponta (em azul).

Créditos: Jeremy Levy

Futura Sciences, consultado em 07 de março, 2008 (Tradução - MIA).

Nota do Scientific Editor: o trabalho que deu origem a esta notícia, de autoria de C. Cen, S. Thiel, G. Hammerl, C. W. Schneider, K. E. Andersen, C. S. Hellberg, J. Mannhart and Levy, intitulado "Nanoscale control of an interfacial metal-insulator transition at room temperature", foi veiculado on-line na revista Nature Materials, em 02 de março de 2008.

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