Litografia i DNA

Specjaliści z IBM-a i California Institute of Technology (Caltech) opracowali technologię umożliwiającą znaczne zmniejszenie rozmiarów i zwiększenie wydajności układów scalonych przy jednoczesnym obniżeniu ich zapotrzebowania na energię i kosztów produkcji.

Ekspertom udało się połączyć techniki litografii i samoorganizowania się struktur układu scalonego. Wykorzystali w tym celu DNA, którego nici mogą służyć jako wzorzec dla osadzania węglowych nanorurek, cząstek metali czy nanokabli.

Technika polega na przygotowaniu DNA o pożądanym kształcie i właściwościach poprzez umieszczenie w roztworze pojedynczych molekuł, które samoorganizują się dzięki interakcji pomiędzy pojedynczą długą nicią DNA wirusa, a mieszaniną różnych krótkich nici oligonukleotydów. Krótkie nici działają jak rodzaj wzorca, nadając długiej nici pożądanych kształt. Możliwe jest uzyskiwanie różnych kształtów poprzez odpowiednie manipulowanie oligonukleotydami. W ten sposób uzyskuje się strukturę, w której odległości pomiędzy poszczególnymi elementami wynoszą 6 nanometrów. Jej rozpiętość to 100-150 nanometrów, a grubość jest równa grubości DNA.

Następnie za pomocą technik litograficznych na podłożu krzemowym tworzona jest matryca z punktami zaczepienia. Przygotowana jest tak, by poszczególne struktury DNA pasowały w konkretne miejsca i tylko w nich się zaczepiały.

Dzięki takiemu podejściu możliwe będzie łatwe pokonanie granicy 22 nanometrów w produkcji układów scalonych. Do DNA umieszczonego na krzemie można bowiem mocować inne struktury, takie jak np. węglowe nanorurki, które stworzą obwód logiczny.

litografia DNA układ scalony IBM Caltech