Android

IBM Scientists bygger computerchips fra DNA

The Third Industrial Revolution: A Radical New Sharing Economy

The Third Industrial Revolution: A Radical New Sharing Economy
Anonim

Forskere hos IBM eksperimenterer med at bruge DNA-molekyler som en måde at skabe små kredsløb, der kunne danne grundlag for mindre, mere magtfulde computerchips.

Virksomheden undersøger måder, hvorpå DNA kan arrangere sig i mønstre på overfladen af ​​en chip, og derefter fungere som en slags stilladser, hvor millioner af små carbon nanorør og nanopartikler er deponeret. Det netværk af nanorør og nanopartikler kunne fungere som ledninger og transistorer på fremtidige computerchips, sagde IBM-forskerne.

I flere årtier har chipproducenterne æstet mindre og mindre mønstre på overfladen af ​​chips for at øge hastigheden og reducere strømforbruget. De hurtigste PC-chips i dag fremstilles ved hjælp af en 45 nanometer-proces, men da processen dør under 22 nanometer om et par år, bliver samling og fabrikation af chips meget vanskeligere og dyrere, siger Bob Allen seniorchef for kemi og materialer hos IBM Forskning. Den nye teknik bygger på arbejde, der blev udført for flere år siden af ​​Paul Rothmund, en videnskabsmand ved California Institute of Technology, der fandt ud af, at DNA-molekyler kan gøres til "selvmontering" i små former som trekanter, firkanter og stjerner. Tilgangen udnytter DNA's naturlige evne til at indarbejde store mængder komplekse oplysninger, som kan anvendes til forskellige typer aktiviteter.

For at lave en chip skaber forskerne først litografiske skabeloner - de mønstre, fra hvilke kredsløb er lavet - ved hjælp af traditionelle chip making teknikker. Derefter hælder de en DNA-opløsning over siliconens overflade, og de små trekanter og kvadrater - hvad forskerne kalder DNA origami - retter sig op til de mønstre, der ætses ud ved hjælp af litografi.

IBM-forskerne, der arbejder med Rothmund, så regnede ud, hvordan man lag millioner af nanorør eller nanopartikler over DNA-stilladset, hvor de holder sig til at danne små integrerede kredsløb.

"Hvis vi med rigtig præcision kan placere denne lille origami på waferoverfladen, så er du kan bruge egenskaberne af DNA til at generere nanokredsløb, "sagde Allen.

Evnen til selvkonstruktion af DNA-strukturer er et nøgleelement, der er nødvendigt for at opnå større præcision i design og fremstilling af chips, sagde Greg Wallraff, en IBM forsker og medforfatter af et dokument om deres resultater.

"Nanofabrications vanskeligheder går hurtigt op," sagde Wallraff.

Mens teknologien viser løfte, er det år væk fra praktisk brug, s cientists advarede. "Det er for tidligt at sige, om det vil være en spilskifter," sagde Allen. "Men vi er ret begejstrede for muligheden for denne teknik."

Hvis det virker som planlagt, kan det føre til en ny måde at fremstille funktioner på overfladen af ​​chips, der gør det muligt at gøre halvledere endnu mindre, hurtigere og mere effektive end de er i dag.

Et dokument, der beskriver forskernes resultater, skulle offentliggøres søndag i tidsskriftet Nature Nanotechnology.