PUC-Rio recebe equipamento para produção de materiais semicondutores

Vinicius Zepeda

Divulgação/Labsem/Cetuc/Puc-Rio

Chips eletrônicos (E) e laser: dispositivos criados pelo uso de materiais semicondutores

De acordo com dados da União Internacional das Telecomunicações (UIT) – agência das Nações Unidas responsável pelo estabelecimento de padrões para as tecnologias de comunicação e informação –, o Brasil é o quarto maior consumidor de celulares por habitante no mundo. Números de setembro de 2011 estimam em cerca de 227 milhões de aparelhos para uma população de aproximadamente de 200 milhões de habitantes. Ou seja, mais de um telefone por habitante. Estes equipamentos, para funcionarem, dependem de pequenos dispositivos eletrônicos e optoeletrônicos, como chips, por exemplo. Como o país não possui infraestrutura suficiente para atender a essa crescente demanda, as indústrias vêm importando muitos destes materiais. Agora, uma iniciativa pode começar a mudar esta realidade: no final do mês de outubro, a Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-Rio) instalou, em seu campus, o mais moderno equipamento de toda a América Latina, que permitirá a produção de semicondutores, indispensáveis para a montagem de uma infinidade de dispositivos eletrônicos e optoeletrônicos. O equipamento foi obtido com recursos destinados ao Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Nanodispositivos Semicondutores (INCT-Disse) – uma rede nacional de pesquisadores com sede no Rio de Janeiro, que conta com recursos do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e da FAPERJ.

Os semicondutores são formados por meio da reação química de fixação e combinação de elementos gasosos da tabela periódica, obtidos a partir de fontes gasosas, como hidrogênio, nitrogênio, arsina, fosfina, silana, índio, alumínio e gálio, em superfícies sólidas, que dão origens a substâncias como arseneto de gálio (GaAs), fosfeto de índio (InP), arseneto de alumínio (AlAs) e arseneto de índio (InAs). "Estas são matérias primas indispensáveis para a produção de equipamentos eletrônicos e optoeletrônicos, como alguns chips de celulares e de computadores, máquinas fotográficas, máquinas de cartão de crédito, transistores, laser, células solares e os LEDs – materiais que emitem luz própria, brilho intenso, gastam menos energia e são capazes de iluminar grandes áreas, além de muito utilizados na sinalização de aeroportos, painéis de carros e iluminação de ambientes", explica a pesquisadora e coordenadora do INCT-Disse e do Laboratório de Semicondutores (Labsem) – sede deste INCT – da PUC-Rio, Patrícia Lustoza de Souza.

Cinthya Salles/Projeto Comunicar/PUC-Rio

Visitantes observam o novo equipamento destinado à  produção de semicondutores, instalado no Labsem

Patrícia explica que o Labsem já possui um equipamento semelhante a esse, adquirido em 1990, e, portanto, com uma tecnologia já obsoleta. Com o novo aparelho, a produção dos semicondutores poderá chegar a ser 20 vezes maior que a antiga. Outra vantagem é evitar o desperdício que havia anteriormente. "Ele permite o monitoramento on-line, em tempo real, de todo processo de fixação de semicondutores em superfícies sólidas. Antes, precisávamos ir até o fim do processo e, se algo saísse errado, perdíamos o que havíamos feito e começávamos tudo de novo", conta. A homogeneidade do material também é destacada. "Na máquina antiga, apenas o dispositivo que estava fixado no centro da superfície servia para uso, e o resto da peça era jogado fora. Já neste, temos um sistema de rotação do material que permite aproveitar toda a área da placa onde é fixada a substância", acrescenta.

Importado da empresa alemã Aixtron, a mais importante do mundo no ramo, o equipamento precisou de cerca de um ano para que pudesse entrar em funcionamento. No processo, uma equipe da empresa fabricante esteve no Brasil, em três ocasiões diferentes, para auxiliar na montagem física, ajuste do sistema e testes de qualidade do material semicondutor. O equipamento possui dimensões que impressionam: 7 metros de extensão, 2,5 metros de altura e 1 metro de profundidade. Ele foi instalado no LabSem,　que precisou abrir espaço para abrigar　essa nova e moderna aquisição. Além de Patrícia, a cerimônia de inauguração das novas dependências, realizada em 22 de outubro, contou com o vice-reitor acadêmico da PUC-Rio, José Ricardo Bergmann; pesquisadores do INCT-Disse; do ex-ministro da C,T&I, Sérgio Rezende; do atual secretário adjunto da Secretaria de Desenvolvimento Tecnológico e Inovação do Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação, Adalberto Fazzio, dentre outros.

Divulgação/Labsem/Cetuc/PUC-Rio

Patrícia destaca a necessidade do país investir na formação de profissionais aptos a manejar o novo equipamento

O aparelho conta com fontes de gases que, ao serem transportados para um tubo de quartzo, são aquecidos e, numa reação química, passam depois pela chamada deposição, ou seja, são combinados e depositados numa superfície, gerando dispositivos semicondutores sólidos, como arsenato de gálio (gaas), entre outros. No processo, técnicos fixam determinados números de camadas e a espessura necessária para cada material que fabricam.

A coordenadora do INCT-Disse destaca algumas pesquisas e parcerias desenvolvidas no momento, além de futuras aplicações dos semicondutores. "Dois projetos estão sendo desenvolvidos na área de fotodetectores de infravermelho. O primeiro, apresentado a Petrobras, consiste num detector de gases tóxicos. Já com o Centro Tecnológico do Exército (CTEx), estamos desenvolvendo sensores para visão noturna". Ela explica que o equipamento pode ser utilizado no monitoramento do desmatamento da Amazônia e, também, para garantir uma maior eficiência em operações na área de segurança pública, como operações policiais em áreas de risco. "Também estamos desenvolvendo células solares para satélites e um projeto de imageamento térmico que pode monitorar refinarias", acrescenta. A equipe ainda estuda outras aplicações, como o desenvolvimento de câmeras de infravermelho, a serem instaladas em Veículos Aéreos Não-Tripulados (Vants).

Patrícia destaca que, para a produção dos semicondutores atualmente utilizados no mercado, são necessários equipamentos de última geração e profissionais aptos a manejá-los, algo ainda raro no país. "Com o novo equipamento, os materiais poderão não apenas ser utilizados por nossos pesquisadores, como por outros centros de pesquisa ou mesmo empresas de tecnologia nascidas ou não de incubadoras universitárias interessadas em desenvolver procedimentos e artefatos tecnológicos que os empreguem", conclui.

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