Способность структур ДНК к самоупорядочению является ключевым условием повышения точности проектирования и производства компьютерных чипов

На протяжении нескольких десятилетий производители полупроводниковых компонентов вытравливали на поверхности кремния все более миниатюрные шаблоны, добиваясь тем самым увеличения производительности и снижения энергопотребления компьютерных микросхем.

«Сегодня самые совершенные чипы изготавливаются по технологии 45 нм, но, когда через несколько лет норма проектирования уменьшится до 22 нм, процедура производства микросхем станет предельно сложной и дорогостоящей», — пояснил Боб Аллен, старший менеджер 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 к направленному формированию наноструктур 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 кремниевой 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, один из соавторов отчета, опубликованного группой исследователей из IBM.

Впрочем, 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».

Отчет о проведенных исследованиях опубликован в журнале Nature Nanotechnology.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями

Купить номер с этой статьей в PDF