作者:陈丹 来源:科技日报 发布时间:2016/3/23 10:23:40
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DNA“折纸术”有助研发更快更廉芯片

 

科技日报北京3月22日电 (记者陈丹)为了使计算机芯片速度更快、价格更便宜,电子产品制造商往往采用削减生产成本或者缩小元件尺寸的方法,但美国杨百翰大学的研究团队报告称,DNA“折纸术”可能有助实现这一目标。该团队日前在美国化学学会第251届全国会议暨博览会上提交了相关成果。

参与研究的亚当·伍利博士说,DNA的体积非常小,具有碱基配对和自组装的能力,而目前电子厂商生产的芯片最小为14纳米制程,这比单链DNA的直径大10倍以上,也就是说,DNA可成为构筑更小规模芯片的基础。

DNA最为人熟知的是由两条单链构成的双螺旋结构。其“折纸术”则是通过将一条长的DNA单链与一系列经过设计的短DNA片段进行碱基互补,从而可控地构造出高度复杂的纳米结构。但伍利的团队并没满足仅仅复制通常在传统的二维电路中使用的扁平结构。他们使用DNA作为支架,然后将其他材料组装到DNA上,形成电子器件。具体是利用DNA“折纸术”组装了一个三维管状结构,让其竖立在作为芯片底层的硅基底上,然后尝试着用额外的短链DNA将金纳米粒子等其他材料“系”在管子内特定位点上。

伍利表示,在二维芯片上放置元件的密度是有限的,而三维芯片上可以整合更多的元件。但问题是,DNA的导电性能太差。研究人员为此正在测试管子的特性,并计划在管子内部加入更多组件,最终形成一个半导体。

该团队的最终目标是将这种管子,或者其他通过DNA“折纸术”搭建的结构放到硅基底的特定位置,并打算将金纳米粒子与半导体纳米线连成一个电路。

伍利指出,传统芯片制造设施的成本超过10亿美元,部分原因在于生产尺寸极小的芯片组件需要价格昂贵的设备,并且多步骤生产过程需要数百台仪器。相比之下,如果将DNA“折纸术”这种自组装技能应用于制造计算机电路,将大大节约成本。

 
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