Molekuly DNA uspořádané do trojúhelníkových tvarů se váží na linky litograficky vzorkovaného povrchu (IBM)

Odborníci z počítačové firmy IBM ve spolupráci s Kalifornským technickým institutem experimentují s molekulami DNA a nanotechnologiemi při navrhování nové generace čipů. Cílem výzkumu je vytvořit miniaturní obvody, které budou základem menších, výkonnějších a energeticky úspornějších počítačových součástek. Výhodou nového řešení má být i snadnější výrobní proces a celkově nižší náklady na výrobu.

IBM ve své tiskové zprávě uvedla, že molekuly DNA chce použít jako kostru pro uhlíkové nanotrubičky, které se díky vlastnostem molekul DNA uspořádají do přesného požadovaného tvaru. Podle IBM nová cesta výzkumu spojující biologické složky s využitím nanotechnologií může představovat obrovský pokrok pro polovodičový průmysl.

Miniaturizace polovodičových součástek vyráběných standardními technikami naráží na fyzikální a technologická omezení – litografické technologie, stěžejního prvek při konstrukci čipů, čelí vážným problémům na měřítkách menších než 22nm (nanometrů, miliardtinách metrů).

Vědci schůdnou cestu, kterou obejdou různá fyzikální omezení na malých vzdálenostech, spatřují ve vývoji nové třídy tranzistorů využívajících předností uhlíkových nanotrubiček a křemíkových nanodrátů. IBM chce jako litografickou kostru využít molekuly DNA. „Na ‚lešení‘ z molekul DNA by mohly být umístěny miliony uhlíkových nanotrubiček, které by se samy uspořádaly do přesných vzorů. To by nám otevřelo cestu pro litografii na vzdálenostech menších než 22 nm,“ uvedla firma IBM.

Nanostruktury DNA mohou posloužit jako miniaturní plošné spoje pro přesné uspořádání součástek v podobě uhlíkových nanotrubiček, nanodrátů a nanočástic. A to vše při velikostech menších, než jde dosáhnout konvenčními technikami výroby polovodičů. „Nabízí se nám možnost výroby funkčních zařízení, které mohou být integrovány do větších struktur,“ uvádí IBM.

„Náklady spojené s miniaturizací součástek, která je nutná pro zvyšování výkonu [čipů], je velice limitujícím faktorem v celém polovodičovém průmyslu,“ říká Spike Narayan, manažer sekce Science & Technology z IBM Research. „Nové technologie kombinující molekuly DNA a nanotechnologii by mohly vést k zásadním úsporám v nejnákladnější a nejproblematičtější části výrobního procesu čipů.“

Detaily tohoto přístupu byly popsány v článku Placement and orientation of DNA nanostructures on lithographically patterned surfaces v časopise Nature Nanotechnology. Článek je nyní dostupný na webové adrese http://www.nature.com/nnano/journal/vaop/ncurrent/abs/nnano.2009.220.html