Dispositivos MnM de alta eficiência e baixo custo para aplicações em sistemas de ondas milimétricas de 30 a 110 GHz

• Processo: 12/15159-2
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Vigência: 01 de dezembro de 2012 - 30 de novembro de 2017
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica - Telecomunicações
• Pesquisador responsável: Ariana Maria da Conceicao Lacorte Caniato Serrano
• Beneficiário: Ariana Maria da Conceicao Lacorte Caniato Serrano
• Instituição Sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Auxílios(s) vinculado(s): 16/25779-9 - EMU concedido no processo 2012/15159-2: Analisador Vetorial de Rede (VNA) até 70 GHz, AP.EMU
• Bolsa(s) vinculada(s): 16/03093-8 - Otimização de processos de fabricação do substrato MnM utilizado para dispositivos em ondas milimétricas, BP.IC; 14/19203-1 - Estudo de acopladores no substrato MnM para aplicação em ondas milimétricas, BP.TT; 13/17562-1 - Sistema de alimentação de conjuntos de antenas baseado em linhas de transmissão sobre o substrato de nanofios MnM para aplicações em ondas milimétricas, BP.IC
• Assunto(s): Microeletrônica Nanotecnologia Circuitos integrados Materiais nanoestruturados
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: circuito integrado | circuitos passivos em ondas milimétricas | membrana nanoporosa | nanofios metálicos | Nanotecnologia | Telecomunicações

Resumo

O mercado emergente de telecomunicações em ondas milimétricas (mmW) de 30 GHz a 300 GHz tem incitado um grande interesse mundial para o desenvolvimento de transceptores de alto desempenho e baixo custo para o mercado consumidor. Situado neste tema, este projeto propõe o desenvolvimento de interconexões 3D, capacitores de alta densidade e dispositivos passivos para aplicações em mmW de alto desempenho com forte miniaturização. Todos esses circuitos podem ser integrados num mesmo substrato, formando um inovador interposer para mmW. O interposer proposto é baseado num revolucionário substrato MnM (metallic nanowires membrane) de baixo custo com inerente efeito de onda lenta. Essa nova tecnologia é baseada em membranas dielétricas nanoporosas preenchidas por nanofios metálicos obtidas através de processo de fabricação simples, mesmo em frequências tão ou mais altas quanto 100 GHz, onde as dimensões críticas dos circuitos encontram limitações até mesmo nas tecnologias mais avançadas comerciais (como CMOS), inviabilizando seu projeto. O interposer MnM e todos os dispositivos propostos, como linhas de transmissão, filtros, acopladores, divisores de potência, vias e capacitores de alta densidade, serão inteiramente desenvolvidos no Laboratório de Microeletrônica da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (LME-EPUSP), utilizando processos convencionais de microeletrônica e materiais de fácil obtenção e baixo custo. Este projeto inédito conta com o apoio do laboratório francês IMEP-LAHC, visto que a proponente deste projeto é uma das idealizadoras do conceito inovador e coinventora das duas patentes internacionais com o laboratório francês, uma sobre o substrato MnM já depositada e a outra sobre o interposer MnM em processo de depósito. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

PINHEIRO, JULIO M.; REHDER, GUSTAVO P.; GOMES, LEONARDO G.; ALVARENGA, ROGERIO C. A.; PELEGRINI, MARCUS V.; PODEVIN, FLORENCE; FERRARI, PHILIPPE; SERRANO, ARIANA L. C.. 110-GHz Through-Substrate-Via Transition Based on Copper Nanowires in Alumina Membrane. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, v. 66, n. 2, p. 784-790, FEB 2018. (11/18167-3, 12/15159-2)

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SERRANO, A. L. C.; PINHEIRO, J. M.; JEONG, S.; GOMES, L. G.; ALVARENGA, R. C. A.; FERRARI, P.; REHDER, G. P.; IEEE. 3D Inductors with Nanowire Through Substrate Vias. 2017 IEEE MTT-S INTERNATIONAL MICROWAVE SYMPOSIUM (IMS), v. N/A, p. 4-pg., 2017-01-01. (11/18167-3, 12/15159-2)