Modelos de chip más estrechos

Un grupo de ingenieros del “Instituto Tecnológico Massachusetts” ha descubierto un nuevo método para el grabado de líneas muy estrechas en un microchip, utilizando un material que puede cambiarse de transparente a opaco, y viceversa, sólo por exponerlo a la luz en ciertas longitudes de onda. A pesar de que estos materiales no son nuevos, los investigadores encontraron una novedosa forma para el aprovechamiento de sus propiedades creando una máscara con líneas finas de transparencia. Esta máscara puede utilizarse para crear una fina línea específica en el material subyacente.

La producción de tales líneas es fundamental para muchas nuevas tecnologías, desde la fabricación de microchips (en la búsqueda constante de maneras de incluir más componentes en un único chip), a toda una serie de ámbitos emergentes basado en patrones a escala nanométrica. Sin embargo, estas tecnologías se han enfrentado a límites fundamentales porque tienden a depender de la luz para producir estos patrones, y la mayoría de las técnicas existentes no producen patrones más pequeños que la propia longitud de onda de la luz. Este método es una manera de superar ese límite.

La clave está en utilizar los patrones de interferencia, en el que diferentes longitudes de onda de la luz a veces se refuerzan entre sí y en otros se anulan mutuamente. Los investigadores expusieron a los materiales fotosensibles (que cambian su color, su transparencia y por lo tanto, en respuesta a la luz) a un par de estos patrones, cada uno de diferentes longitudes de onda simultáneamente. Cuando las líneas de luz de una longitud de onda coincide con la de las líneas oscuras de otra longitud de onda, se crea unas muy estrechas líneas de disipación formadas por la combinación con el material opaco. Esta capa de bandas sirve como una máscara a través de la cual la primera longitud de onda se ilumina en una capa bajo el material, al igual que la forma en que un negativo fotográfico se usa para hacer una impresión de la luz que brilla a través del mismo en una fotografía.

Sorprendentemente, la nueva técnica, a la que los investigadores llaman modulación de absorbancia, hace posible la creación de líneas que son sólo aproximadamente una décima parte de la longitud de una onda de la luz utilizada para crearlas. Parte del truco es el haber encontrado un material fotosensible cuyas partes claras y opacas se mantengan estables después de la exposición inicial a la luz.

Esta técnica podría tener un impacto significativo en la fabricación de chips, y también podría ayudar a los nuevos trabajos en una variedad de ámbitos emergentes que se basan en patrones a escala nanométrica, como la nanofotónica, nanofluídica, nanoelectrónica, y sistemas nanobiológicos.

En la actualidad el equipo de ingenieros está llevando a cabo el uso de este mismo método para los sistemas de imágenes, lo que podría permitir nuevos tipos de microscopios para observar en la resolución de nanoescala, con posibles aplicaciones en biología y en la ciencia de los materiales. Al mismo tiempo, se está llevando a cabo formas de utilización de la técnica para crear modelos más pequeños, incluso, hasta la escala de moléculas individuales.

La investigación fue llevada a cabo por los ingenieros Rajesh Menon (del Laboratorio de Investigación de Electrónica), Trisha Andrew (del Departamento de Química) y Tsai Hsin-Yu (del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación). El proyecto fue financiado en parte por subvenciones de LumArray Inc. (donde Menon es co-fundador), el Centro Deshpande para la Innovación Tecnológica del MIT, y la DARPA.

Más información: Massachusetts Institute of Technology