IBM Scientists bygger datorkakor från DNA

Forskare vid IBM experimenterar med att använda DNA-molekyler som ett sätt att skapa små kretsar som skulle kunna ligga till grund för mindre, kraftfullare datortabeller.

Företaget undersöker sätt på vilka DNA kan ordna sig i mönster på ytan av en chip, och sedan fungera som en typ av byggnadsställningar på vilka miljontals små kolnanorör och nanopartiklar deponeras. Det nätverket av nanorör och nanopartiklar skulle kunna fungera som ledningar och transistorer på framtida datortyper, sa IBM-forskarna.

I decennier har chipmakare etsat mindre och mindre mönster på ytan av chips för att påskynda prestanda och minska strömförbrukningen. De snabbaste PC-chipsen idag tillverkas med en 45 nanometerprocess, men eftersom processen sjunker under 22 nanometer om några år blir sammansättningen och tillverkningen av chips mycket svårare och dyrare, säger Bob Allen chef för kemi och material hos IBM Forskning.

Den nya tekniken bygger på arbete som gjordes för flera år sedan av Paul Rothmund, en forskare vid California Institute of Technology, som fann att DNA-molekyler kan göras för att "självmontera" i små former som trianglar, torg och stjärnor. Tillvägagångssättet utnyttjar DNA: s naturliga förmåga att införliva stora mängder komplex information som kan tillämpas på olika typer av aktiviteter.

För att skapa en chip skapar forskarna först litografiska mallar - de mönster från vilka kretsar görs - med traditionella chip making tekniker. Därefter häller de en DNA-lösning över kiselytan och de små trianglarna och kvadraterna - vad forskarna kallar DNA-origami - sträcker sig upp till de mönster som etsas med litografi.

IBM-forskarna arbetar med Rothmund, sedan räknade ut hur man lagar miljoner nanorör eller nanopartiklar över DNA-ställningen, där de klibbar sig till att bilda små integrerade kretsar.

"Om vi ​​kan ordentligt, med otrolig precision, placera denna lilla origami på waferytan, då kan använda DNA-egenskaperna för att generera nanokretsar, säger Allen.

Möjligheten för att DNA-strukturerna är självmonterade är ett nyckelelement som behövs för att uppnå större precision vid design och tillverkning av chips, säger Greg Wallraff, en IBM forskare och medförfattare av ett dokument om deras prestationer.

"Nanofabrications svårighetsgrad går snabbt," sade Wallraff.

Medan tekniken visar löftet är det år borta från praktisk användning, s cientists varnade. "Det är för tidigt att säga om det här kommer att bli en spelväxlare," sa Allen. "Men vi är ganska entusiastiska över potentialen i denna teknik."

Om det fungerar som planerat kan det leda till ett nytt sätt att tillverka funktioner på ytan av chips som gör att halvledare kan tillverkas ännu mindre, snabbare och mer effektiva än de är idag.

Ett papper som beskriver forskarnas prestationer berodde på att publiceras söndagen i tidskriften Nature Nanotechnology.