(UNICAMP - 2024)A fabricao da prxima gerao de chip

(UNICAMP - 2024)

A fabricação da próxima geração de chips, previstos para entrada no mercado em 2024, com maior velocidade de processamento e menor consumo de energia, é baseada na tecnologia de litografia com luz na região do ultravioleta extremo. Nesse processo, gotas de estanho são bombardeadas com pulsos de laser, o que dá origem a um plasma que emite radiação com comprimento de onda na região do ultravioleta extremo.

 

 

a) Para a formação do plasma, inicialmente eleva-se a temperatura da gota de estanho através do bombardeamento com um primeiro pulso de laser. O estanho tem densidade\(\rho= 7,0 \times 10^3 \ kg/m^3\) e calor específico\(C_{Sn}= 200 \frac{J}{kg \cdot C}\), e o volume da gota é \(V = 2,0 \times 10^{-14} \ m^3\). Qual a energia que um pulso de laser deve conter para elevar a temperatura da gota de 25 °C para 175 °C?

b) Um pulso de laser de comprimento de onda \(\lambda =10,5\ \mu m\) é usado em um experimento de teste para a formação de plasma. A potência do laser, em função do tempo, tem o perfil de um triângulo retângulo, como representado na figura, de forma que a energia total do pulso é dada pela área sob a curva. Sabendo-se que a energia E de um fóton é dada por \(E = hf\), sendo \(h= 7 \times 10^{-34}\ J \cdot s\) e f a frequência da radiação, quantos fótons contém o pulso de laser?

 

Dado: Velocidade da luz no vácuo: \(c = 3 \times 10^8 \ m/s\).