IBM Scientists Budują układy komputerowe z DNA

Naukowcy z IBM eksperymentują z wykorzystaniem cząsteczek DNA jako sposobu na tworzenie małych obwodów, które mogą stanowić podstawę mniejszych, mocniejszych chipów komputerowych.

Firma bada sposoby, w jakie DNA może układać się w wzory na powierzchni chip, a następnie działają jako rodzaj rusztowania, na którym odkładają się miliony maleńkich nanorurek węglowych i nanocząstek. Ta sieć nanorurek i nanocząsteczek mogłaby działać jak przewody i tranzystory w przyszłych chipach komputerowych, jak twierdzą naukowcy IBM.

Przez dziesięciolecia twórcy układów mikroukładu grawerowali coraz mniejsze wzory na powierzchni chipów, aby zwiększyć wydajność i zmniejszyć zużycie energii. Najszybsze obecnie chipy PC są produkowane przy użyciu procesu 45 nanometrów, ale ponieważ proces schodzi poniżej 22 nanometrów w ciągu kilku lat, montaż i wytwarzanie chipów staje się znacznie trudniejsze i bardziej kosztowne, powiedział Bob Allen starszy kierownik ds. Chemii i materiałów w IBM. Badania

Nowa technika opiera się na pracy wykonanej kilka lat temu przez Paula Rothmunda, naukowca z Kalifornijskiego Instytutu Technologii, który odkrył, że molekuły DNA można "samoskładać" w małe formy, takie jak trójkąty, kwadraty i gwiazdki. Podejście to wykorzystuje naturalną zdolność DNA do wprowadzania dużych ilości złożonych informacji, które można zastosować do różnych rodzajów działalności.

Aby stworzyć chip, naukowcy najpierw tworzą szablony litograficzne - wzory, z których tworzone są obwody - przy użyciu tradycyjnych technik mikroukładania. Następnie wlewają roztwór DNA na powierzchnię krzemu, a maleńkie trójkąty i kwadraty - to, co naukowcy nazywają origami DNA - pokrywają się z wzorami wytrawionymi za pomocą litografii.

Naukowcy IBM współpracujący z Rothmundem, potem wymyśliłem, jak ułożyć miliony nanorurek lub nanocząstek nad rusztowaniem DNA, gdzie przylegają, tworząc małe układy scalone.

"Jeśli potrafimy prawidłowo, z niewiarygodną precyzją, umieść te małe origami na powierzchni płytki, a następnie może wykorzystać właściwości DNA do generowania płyt z nanokropek ", powiedział Allen.

Zdolność struktur DNA do samoskładania jest kluczowym elementem potrzebnym do osiągnięcia większej precyzji w projektowaniu i produkcji żetonów, powiedział Greg Wallraff, Naukowiec IBM i współautor artykułu na temat ich osiągnięć.

"Stopień trudności nanowytwarzania rośnie gwałtownie", powiedział Wallraff.

Choć technologia okazuje się obiecująca, jest wiele lat poza praktycznym użyciem, s ostrzegli cientists. "Jest za wcześnie, aby powiedzieć, czy to będzie zmiana gry", powiedział Allen. "Ale jesteśmy bardzo entuzjastycznie nastawieni do potencjału tej techniki."

Jeśli działa zgodnie z planem, może to doprowadzić do nowego sposobu wytwarzania elementów na powierzchni chipów, dzięki czemu półprzewodniki będą jeszcze mniejsze, szybsze i łatwiejsze. bardziej energooszczędne niż obecnie.

Artykuł opisujący dokonania naukowców miał zostać opublikowany w niedzielę w czasopiśmie Nature Nanotechnology.