QUESTÃO 11
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 ρ ≃ 7,0 × 103
kg/m3
e calor específico ⋅ Sn 200 o
J C
kg C , e o volume da
gota é V = 2,0 ×10 –14 m3
. Qual a energia que um pulso de laser deve conter para elevar a temperatura da gota de 25 o
C para
175 o
C?
b) Um pulso de laser de comprimento de onda λ = 10,5 µm 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 × 10 –34 J·s e f a frequência da radiação, quantos
fótons contém o pulso de laser?
Dado: Velocidade da luz no vácuo: c = 3 × 108
m/s.
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