Nanotecnologia coloca a mecânica dentro dos chips

Redação do Site Inovação Tecnológica - 28/03/2023

São componentes mecânicos, acionados por luz, construídos em escala nanométrica dentro de chips.
[Imagem: Professor Niels Quack, University of Sydney]

MEMS fotônicos

Pesquisadores australianos desenvolveram uma nova tecnologia para combinar acionamento por luz e sistemas nanoeletromecânicos (NEMS) dentro de um microchip, tudo usando a tecnologia atual da indústria eletrônica.

Isso abre caminho para a criação de uma série de dispositivos hoje impraticáveis, de microcâmeras 3D, para uso em telefones celulares, por exemplo, até sensores de gás para medição de precisão da qualidade do ar, igualmente incorporados em aparelhos portáteis.

Uma nova geração de dispositivos com maior eficiência energética, para comunicações de fibra óptica, sensores e até futuros computadores quânticos também estão na lista de possíveis beneficiários dessa integração da nanomecânica com a eletrônica.

Os MEMS e NEMS, siglas em inglês para sistemas microeletromecânicos e nanoeletromecânicos, respectivamente, já são parte do nosso cotidiano, dos acelerômetros e giroscópios que equipam consoles de videogames e celulares até acionadores de air-bags dos automóveis.

Mas agora está emergindo uma nova geração dessa mecânica miniaturizada, com os chamados MEMS fotônicos, ou seja, que trocam a eletricidade pela luz, o que significa que eles podem ficar ainda menores, gastam muito menos energia, são mais rápidos e com uma capacidade de processamento de sinais muito maior.

Dois projetos de NEMS e os componentes reais já incorporados no chip de silício.
[Imagem: Niels Quack et al. - 10.1038/s41378-023-00498-z]

Micromecânica integrada

Quem explica todos os ganhos desta inovação é o professor Niels Quack, da Universidade de Sydney.

"Esta é a primeira vez que atuadores nanoeletromecânicos foram integrados em uma plataforma de tecnologia fotônica de silício padrão.

"É um passo importante rumo a circuitos fotônicos confiáveis e em larga escala com MEMS integrados. Esta tecnologia está sendo preparada para produção em alto volume, com aplicações potenciais em imagens 3D para veículos autônomos ou uma nova computação assistida por fotônica.

"Tecnologias semelhantes atuais consomem muita energia e ocupam uma grande área no chip. Elas também têm altas perdas ópticas. Isso torna desafiadora a integração de um grande número de componentes em um único chip.

"Nossa tecnologia MEMS fotônica de silício supera essas deficiências, fornecendo uma rota para o escalonamento eficiente dos circuitos integrados fotônicos.

"A tecnologia fará avançar o conhecimento no campo da micro- e nanofabricação, fotônica e semicondutores, com uma ampla gama de aplicações. Isso inclui o direcionamento de feixe para detecção LIDAR 3D em veículos autônomos, chips fotônicos programáveis ou processamento de informações em fotônica quântica," finalizou Quack.

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