Вернуться на все новости от 25 августа 2009 г.

Микросхемы из ДНК

Исследователи из IBM проводят эксперименты с молекулами ДНК; в перспективе из молекул планируется создавать миниатюрные схемы для еще более компактных и мощных компьютерных чипов.

Исследователи из IBM проводят эксперименты с молекулами ДНК; в перспективе из молекул планируется создавать миниатюрные схемы для еще более компактных и мощных компьютерных чипов.

Корпорация изучает способы самоупорядочения ДНК на поверхности чипа и формирования структур, образующих каркас, на котором будут размещаться миллионы крошечных нанотрубок и наночастиц. Сетям из нанотрубок в компьютерных чипах отводится роль проводников и транзисторов.

На протяжении нескольких десятилетий производители полупроводниковых компонентов вытравливали на поверхности кремния все более миниатюрные схемы, добиваясь тем самым увеличения производительности и снижения энергопотребления. Сегодня самые быстрые чипы для ПК изготавливаются по технологии 45 нм, но, когда через несколько лет норма проектирования уменьшится до 22 нм, процедура сборки и производства чипов станет гораздо более сложной и дорогостоящей, -- пояснил Боб Аллен, старший менеджер подразделения IBM Research по химическим технологиям и материалам.

Несколько лет тому назад исследователь из Калифорнийского технологического института Пол Ротмунд обнаружил, что молекулы ДНК обладают свойством самоупорядочиваться, образуя крошечные геометрические фигуры: треугольники, квадраты и звезды. Предложенный им подход базировался на естественной способности ДНК хранить большие объемы информации.

При изготовлении чипов исследователи сначала с применением традиционной технологии создают литографические шаблоны. Затем на поверхность кремния выливается раствор ДНК, а крошечные квадраты и треугольники, которые сами ученые называют ДНК-оригами, заполняют пустоты литографического шаблона.

Исследователи из IBM Research, работавшие вместе с Ротмундом, размещают на каркасе ДНК слои из миллионов нанотрубок и наночастиц. Вся эта структура в целом образует миниатюрную интегральную схему.

Если нам удастся найти способ сверхточного размещения этих маленьких оригами на поверхности подложки, свойства ДНК можно будет использовать для создания электронных наносхем, -- отметил Аллен.

Способность структур ДНК к самоупорядочению -- ключевое условие повышения точности проектирования и производства чипов, -- заявил Грег Уолраф, сотрудник корпорации IBM и соавтор исследовательского отчета. -- Сложность наноструктур увеличивается сегодня очень быстрыми темпами.

Ученые предупреждают, что, хотя новая технология и представляется весьма многообещающей, ее практического применения стоит ждать не раньше чем через несколько лет. Утверждать, что нам удалось добиться серьезного прорыва, пока слишком рано, -- заметил Аллен. -- Но потенциал новой технологии мы оцениваем очень высоко.

Если все пойдет по плану, производители получат новый способ размещения элементов на поверхности чипов, благодаря которому удастся сделать полупроводниковые устройства еще более компактными и быстрыми, а также снизить их энергопотребление.

Отчет о проведенных исследованиях опубликован в журнале Nature Nanotechnology.