Quando os eletra´nicos encolherem em nanoescala, eles ainda sera£o bons como ouro?
Os engenheiros se perguntam se esse metal precioso comprovado, encontrado nas entranhas da maioria dos dispositivos eletra´nicos, pode suportar a tensão do processamento de dados da próxima geraça£o.
O ouro ainda se comporta como um sãolido em escala nanomanãtrica, diz Wendy Gu |
Unsplash / Aaron Munoz
No fundo, chips de computador, pequenos fios de ouro e outros metais condutores transportam a eletricidade usada para processar dados.
Mas, como esses circuitos interconectados encolhem em nanoescala, os engenheiros temem que pressão, como a causada pela expansão tanãrmica quando a corrente flui atravanãs desses fios, possa fazer com que o ouro se comporte mais como um laquido do que como um sãolido, tornando a nanoeletra´nica não confia¡vel. Isso, por sua vez, poderia forçar os projetistas de chips a procurar novos materiais para fabricar esses fios craticos.
Mas, de acordo com um novo artigo da Physical Review Letters , os designers de chips podem ficar tranquilos. "O ouro ainda se comporta como um sãolido nessas pequenas escalas", diz o engenheiro meca¢nico de Stanford Wendy Gu , que liderou uma equipe que descobriu como pressurizarpartículas de ouro com apenas 4 nana´metros de comprimento - as menorespartículas já medidas - para avaliar se os fluxos atuais podem causar colapso da estrutura atômica do metal.
Para conduzir o experimento, a equipe de Gu primeiro precisou criar uma maneira de colocar minaºsculaspartículas de ouro sob pressão extrema, enquanto media simultaneamente o quanto essa pressão danificava a estrutura atômica do ouro.
Para resolver o primeiro problema, eles se voltaram para o campo da física de alta pressão para emprestar um dispositivo conhecido como canãlula de bigorna de diamante. Como o nome indica, martelo e bigorna são diamantes usados ​​para comprimir o ouro. Como Gu explicou, uma nanopartacula de ouro éconstruada como um arranha-canãu com a¡tomos formando uma trelia§a cristalina de linhas e colunas organizadas. Ela sabia que a pressão da bigorna desalojaria alguns a¡tomos do cristal e criaria pequenos defeitos no ouro.
O pra³ximo desafio foi detectar esses defeitos em ouro em nanoescala. Os cientistas lançaram raios X atravanãs do diamante para o ouro. Defeitos no cristal faziam com que os raios X refletissem em a¢ngulos diferentes do que no ouro não comprimido. Ao medir as variações nos a¢ngulos nos quais os raios X refletiam aspartículas antes e depois da aplicação da pressão, a equipe conseguiu dizer se aspartículas retinham as deformações ou voltavam ao seu estado original quando a pressão era elevada.
"Os defeitos permanecem após a remoção da pressão, o que nos diz que o ouro se comporta como um sãolido, mesmo em tais escalas", disse Gu.
Em termos práticos, suas descobertas significam que os fabricantes de chips podem saber com certeza que sera£o capazes de projetar nanodispositivos esta¡veis ​​usando ouro - um material que eles conhecem e confiam hádécadas - nos pra³ximos anos.
"No futuro pra³ximo, o brilho do ouro não desaparecera¡", diz Gu.