A última reunião da Sociedade Brasileira para o Progresso da Ciência (SBPC), que aconteceu entre os dias 12 e 18 de julho, trouxe à pauta a importância da luz e das tecnologias ópticas para várias áreas das ciências e tecnologias. O evento, realizado na Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), teve como foco a celebração de 2015 como o Ano Internacional da Luz, declarado pela Organização das Nações Unidas (ONU) em 2013. Entre os tópicos debatidos esteve a luz visível em nanoescala, o uso de nanomateriais para conversão de luz solar em energia elétrica e diversos outros temas.

Como observa o professor Jacobus Swart, professor da Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação (FEEC) da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) e coordenador-geral do Namitec, a luz é elemento fundamental no estudo e desenvolvimento de nanotecnologias: é parte fundamental do processo de fabricação de circuitos integrados e dispositivos, usando processos de micro e nanofabricação – dos quais o laser utilizado em impressões nanométricas e a fibra ótica usada entre chips de circuitos integrados são exemplos. Outro exemplo são os circuitos integrados fotônicos, que também podem ser usados como sensores. “Neste caso, uma parte do guia óptico deve ter uma janela aberta ao ambiente que permite uma alteração dos parâmetros ópticos no caminho da luz pela interação na sua superfície”, detalha Swart.

O laser, por ser um tipo de luz de onda curta, é bastante utilizado em nanoeletrônica a fim de se obter altas resoluções de imagem em impressão de circuitos. Mas não é a única região do espectro eletromagnético que permite chegar a estes resultados: a radiação EUV (ultra-violeta extremo) permite estender a precisão da impressão a poucos nanômetros. Segundo o pesquisador, “a indústria já investiu muito no desenvolvimento de equipamentos de fotogravação EUV e está quase chegando em níveis de produtividade – em lâminas/hora – que a tornam economicamente viável”.

Em pesquisa na área no Brasil, hoje, o Namitec investe em várias frentes envolvendo dispositivos fotônicos e optoeletrônicos: células solares orgânicas, um sensor óptico como detector de posição, um interferômetro Mach Zehnder, um sensor de imagem APS, um sensor bolométrico e filtros de radiação e sistema de imageamento na faixa terahertz. Swart observa que o Namitec, além disso, emprega fotolitografia para a fabricação de dispositivos e circuitos integrados, com resolução da ordem de até 300 nanômetros – “disponíveis em laboratórios parceiros como o Centro de Tecnologia da Informação Renato Archer (CTI), Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Universidade de São Paulo (USP) e Unicamp”, aponta Swart. Para resolução superior, ele explica, “usamos sistemas de escrita direta por feixe de elétrons”.

Uma das apostas do Namitec atualmente é o circuito integrado fotônico, composto por elementos ópticos realizando funções no domínio da luz. Estes elementos ópticos podem ser “elementos ópticos podem ser do tipo guias, acopladores, moduladores, interferômetros, sensores, detectores, emissores de luz integrados”, explica o professor Swart. Ele se diferencia do circuito não-fotônico, mais comum, dotado apenas de apenas funções e elementos eletrônicos. No entanto, não se pode comparar os dois tipos de circuitos integrados porque “são coisas bem distintas, com funções e aplicações distintas. Não há competição entre os dois, mas sim complementaridade”, reitera o pesquisador. No Brasil há poucos grupos atuando no desenvolvimento de circuitos integrados fotônicos: o Centro de Pesquisa e Desenvolvimento em Telecomunicações (CPqD), o Centro Técnico Aeroespacial (CTA), CTI, USP, Unicamp e algumas outras universidades – bem como a BrPhotonics, empresa que funciona dentro do campus do CPqD em Campinas.

Tendo em vista todas as aplicações possíveis e em desenvolvimento, Swart ressalta ainda que, em resumo, o uso da luz como ferramenta de fabricação de circuitos integrados em micro e nanoescala foi essencial desde seu início em 1958 até os dias de hoje e o continuará sendo no futuro visível, apesar de várias ameaças de substituição por litografia de raio X e de feixes de elétrons ao longo da história. O uso da luz, no entanto, “continua crescendo a cada ano e é fundamental para o desenvolvimento tecnológico. Por este motivo, uma ampliação de esforços e investimentos no tema são de grande importância para o país”, conclui o pesquisador.

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