Eletrônica

Chip sensorial integra sensores e circuito eletrônico pela primeira vez

Chip
Impressão artística de um circuito integrado contendo sensores de nanofios e circuitos eletrônicos tradicionais.[Imagem: Lawrence Berkeley National Laboratory]

Há tempos os cientistas sabem que os nanofios são os melhores detectores de luz que se pode construir, com um grande potencial para uso em sensores dos mais diversos tipos, principalmente em câmeras digitais.

Mas sensores não têm muita utilidade se não forem conectados aos circuitos eletrônicos capazes de processar os sinais que eles coletam.

Chip "sensorial"

Agora, pela primeira vez, foi demonstrada a possibilidade de se produzir um circuito eletrônico baseado em conjuntos de nanofios, totalmente integrado em um único chip. A técnica poderá ser utilizada para a construção em larga escala desses circuitos que combinam sensores de luz e circuitos eletrônicos feitos de materiais cristalinos.

Sensores de nanofios

Embora possam ser fabricados nas mais diversas espessuras, os nanofios podem ser formados pelo encadeamento de apenas alguns e até mesmo de átomos individuais. Isso os torna estruturas virtualmente unidimensionais - ou seja, eles são "só superfície". Isso os torna altamente sensíveis à luz e com grande resposta eletrônica.

O problema é que os materiais com se que pode construir um fotossensor ideal são necessariamente diferentes dos materiais com que se pode construir um bom transístor.

Integrando sensores e circuitos eletrônicos

"Nossa integração de conjuntos de nanofios que desempenham funções independentes e são feitos de substâncias heterogêneas - e fazendo isto de uma forma que pode ser reproduzida em larga escala de forma controlada - é uma inovação sem precedentes," diz Ali Javey, dos Laboratórios Berkeley, nos Estados Unidos.

A construção do circuito de materiais híbridos utiliza uma técnica de impressão, o que abre a possibilidade de integração dos sensores em qualquer substrato - até mesmo papel. Os nanofios e os circuitos eletrônicos são construídos em etapas separadas e depois "impressas", ou transferidas para o material definitivo.

Precisão na impressão dos circuitos

Em escala de laboratório, o processo resultou em um rendimento de 80%, o que significa que 8 em cada 10 circuitos funcionaram perfeitamente. A maior causa de falhas (10%) ainda está na conexão entre os nanofios e o circuito eletrônico.

Embora o nível de aproveitamento seja considerado aceitável, os pesquisadores vão trabalhar no aprimoramento dos equipamentos de impressão, que devem atingir um mais alto nível de precisão e eliminar os problemas de conexão.

Bibliografia:

Large-scale, heterogeneous integration of nanowire arrays for image sensor circuitry
Zhiyong Fan, Johnny C. Ho, Zachery A. Jacobson, Haleh Razavi, and Ali Javey
Proceedings of the National Academy of Sciences
August 2008
Vol.: Published ahead of print
DOI: 10.1073/pnas.0801994105




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