Película fina de alto desempenho potencia a pesquisa electrónica

Os investigadores do Centro Internacional para a Nanoarquitectura Electrónica de Materiais (MANA) desenvolveram os condensadores de película fina com o melhor desempenho do mundo utilizando um novo dieléctrico de alta permitividade com espessura de nível molecular (~1 nm). Esta tecnologia pode revolucionar a electrónica da próxima geração. O anúncio deste desenvolvimento vem do grupo de pesquisa liderado pelo cientista do MANA, Dr. Minoru Osada, e pelo investigador principal. Dr. Takayoshi Sasaki, do MANA, NIMS, no Japão.

Espera-se que as nanopelículas com bom isolamento e alta permitividade sejam a chave para aplicações futuras como previsto pelo Guia de Tecnologia Internacional para os Semicondutores (ITRS).

Minoru Osada e os colegas criaram películas finas baseadas em nanofolhas de niobato de titânio (TiNbO5, TiNbO7, TiNbO14) para utilizar como blocos de construção. O grupo de investigação empilhou camadas de óxidos e de películas num substrato de SrRuO3 atomicamente plano, criando películas com espessuras entre 5 nm e 15 nm. Os condensadores de película fina desenvolvidos por este método têm excelentes características dieléctricas, atingindo a permitividade com o melhor desempenho do mundo (160 a 300) com uma espessura de película de 5nm a 15nm.

Os investigadores relacionam o desempenho do dieléctrico das nanopelículas com as características estruturais. Nestas nanofolhas, a distorção octaédrica inerente à estrutura, devido à dopagem com nióbio, resulta numa capacidade de polarização molecular gigantesca. As novas funções que foram originadas pelas interacções mútuas entre as unidades estruturais em nanoescala formam o foco da nanoarquitectura electrónica, a disciplina central da pesquisa no MANA.

Esta última pesquisa demonstra melhoramentos simultâneos num número de propriedades de materiais, incluindo permitividade relativa, menores perdas e menores fugas de corrente. Os autores acrescentam: “Este processo à temperatura ambiente que utiliza nanofolhas de óxido como blocos de construção abre múltiplas possibilidades no desenvolvimento de dieléctricos de alta permitividade em tecnologia de condensadores, isoladores de porta em transístores de efeito de campo orgânicos, dispositivos de armazenamento de energia, e também futuramente em electrónica flexível”.

www.nims.go.jp/mana/index.html