Ученые IBM строят компьютерные чипы из ДНК

Ученые из IBM экспериментируют с использованием молекул ДНК как способ создания крошечных схем, которые могли бы стать основой более мелких и более мощных компьютерных чипов.

Компания исследует способы, с помощью которых ДНК может укладываться в узоры на поверхности чип, а затем действовать как своего рода леса, на которые депонируются миллионы крошечных углеродных нанотрубок и наночастиц. По словам ученых IBM, эта сеть нанотрубок и наночастиц может выступать в качестве проводов и транзисторов на будущих компьютерных микросхемах.

В течение десятилетий производители микросхем травили на поверхность чипов меньшие и меньшие узоры, чтобы ускорить работу и снизить энергопотребление. Самые быстрые чипы для ПК сегодня производятся с использованием 45-нм техпроцесса, но через несколько лет процесс опускается ниже 22 нанометров, сбор и изготовление чипов становится намного сложнее и дороже, сказал Боб Аллен, старший менеджер по химии и материалам IBM Исследования.

Новая техника основана на работе, проделанной несколько лет назад ученого из Калифорнийского технологического института Пола Ротмунда, который понял, что молекулы ДНК могут быть сделаны «самоорганизующимися» в крошечные формы, такие как треугольники, квадратов и звезд. Этот подход использует естественную способность ДНК включать большое количество сложной информации, которая может быть применена к различным видам деятельности.

Чтобы сделать чип, ученые сначала создают литографические шаблоны - шаблоны, из которых создаются схемы - используя традиционные технологии изготовления чипов. После этого они выливают ДНК-раствор поверх поверхности кремния, а крошечные треугольники и квадраты - то, что ученые называют ДНК-оригами, - выстраиваются в линию до образцов, выгравированных с использованием литографии.

Ученые IBM, работающие с Ротмундом, затем выяснили, как сложить миллионы нанотрубок или наночастиц над каркасом ДНК, где они прилипают к образованию крошечных интегральных схем.

«Если мы сможем с невероятной точностью разместить эти маленькие оригами на поверхности пластины, тогда вы могут использовать свойства ДНК для создания плат с наносхемами », - сказал Аллен.

Способность самоорганизующихся структур ДНК является ключевым элементом, необходимым для достижения большей точности в разработке и производстве чипов, сказал Грег Валлафф, Научный сотрудник IBM и соавтор статьи о своих достижениях.

«Степень сложности нанообработки быстро растет», - сказал Уоллафф.

Хотя технология обещает, это далеко от практического использования, s cientists предупредил. «Еще слишком рано говорить, будет ли это сменой игры», - сказал Аллен. «Но мы с большим энтузиазмом оцениваем потенциал этой техники».

Если это работает так, как планировалось, это может привести к новому способу изготовления элементов на поверхности чипов, что позволяет получать полупроводники еще меньше, быстрее и более энергоэффективны, чем сегодня.

Документ, описывающий достижения ученых, должен был быть опубликован в воскресенье в журнале Nature Nanotechnology.