Posted in | Nanoelectronics

ASU ερευνητές διερευνά τρόπους ανάπτυξης νανοηλεκτρονικής συσκευές που χρησιμοποιούν DNA Origami Concept

Published on February 2, 2011 at 6:52 AM

Η χρησιμοποίηση μιας έννοιας που ονομάζεται DNA οριγκάμι, Arizona State University ερευνητές προσπαθούν να προετοιμάσουν το έδαφος για την παραγωγή της επόμενης γενιάς ηλεκτρονικών προϊόντων.

Είναι επιδίωξη προόδους στον τομέα της νανοτεχνολογίας που έχουν τη δυνατότητα να επιτρέψει τη δημιουργία μικρότερων κατασκευαστικών στοιχείων για τα καταναλωτικά και βιομηχανικά ηλεκτρονικά, όπως iPods, iPads και παρόμοιες συσκευές.

Οι κατασκευαστές θέλουν να κάνουν τις συσκευές μικρότερα και «εξυπνότερα." Το πρόβλημα είναι ότι αυτό απαιτεί να καταστεί η εσωτερική ηλεκτρική στοιχεία των διατάξεων αυτών σε ακόμη μικρότερη κλίμακα νανομέτρων, ενώ παράλληλα αυξάνουν επίσης την ικανότητα των στοιχείων να εκτελέσει μια σειρά υπολογιστών, επικοινωνιών και λειτουργίες πολυμέσων.

Κάνοντας αυτά τα στοιχεία μικρότερα θα γίνει πολύ πιο ακριβό με τη σημερινή μέθοδο παραγωγής μικροηλεκτρονικών στοιχείων, όπως η κεντρικών μονάδων επεξεργασίας (CPU) όλων των ηλεκτρονικών υπολογιστών.

Hongbin ASU του Yu και Hao Yan συνασπίζονται για να αναπτυχθούν οι βάσεις μιας νέας μεθόδου παρασκευής που θα κρατήσουν το κόστος χαμηλό.

Yu είναι επίκουρος καθηγητής στη Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών, Πληροφορικής, Μηχανικών και Ενέργειας, ένα από Ira Α. ASU για Fulton Σχολές Μηχανικών. Yan είναι καθηγητής στο Τμήμα Χημείας και Βιοχημείας στο κολλέγιο ASU των Φιλελευθέρων Τεχνών και Επιστημών.

Λεπτομέρειες σχετικά με την πρόοδό τους πρόσφατα έχουν αναφερθεί σε Nano Letters, μια κορυφαία νανοεπιστημών και νανοτεχνολογιών περιοδικό που εκδίδεται από την American Chemical Society. Η είδηση ​​έχει χαρακτηριστεί επίσης σε Χημείας World, μια επιστήμη και την τεχνολογία ειδησεογραφική ιστοσελίδα της Royal Society of Chemistry, η κορυφαία ευρωπαϊκή διοργάνωση για την προώθηση των επιστημών χημικών.

Yu εξηγεί ότι ο ίδιος και Yan ερευνούν "πώς να χρησιμοποιούν την κορυφή προς τη λιθογραφία σε συνδυασμό με την τροποποιημένη κάτω προς τα επάνω αυτοσυνθέσιμα νανοδομών να καθοδηγεί την τοποθέτηση των νανοδομών στην επιφάνεια δίσκου πυριτίου."

Top-down λιθογραφία είναι μια διαδικασία με την οποία τα ηλεκτρικά στοιχεία του κυκλώματος σε μια γκοφρέτα πυριτίου κατασκευάζονται από την κοπή και χάραξη, με τρόπο παρόμοιο με το πώς τα γλυπτά γίνονται. Αυτό είναι το πώς κατασκευάζονται τα τσιπ υπολογιστών σήμερα.

Bottom-up αυτο-οργάνωσης είναι μια διαδικασία στην οποία τα μόρια ή / και νανοκλίμακα υλικά είναι η αυτο-συναρμολογούνται σε επιθυμητές δομές που χρησιμοποιούν τους χημικούς δεσμούς ή διάφορες παρόμοιες αλληλεπιδράσεις.

Yu και Yan έχουν ανακαλύψει έναν τρόπο να χρησιμοποιεί το DNA για να συνδυάσει αποτελεσματικά την κορυφή προς τη λιθογραφία με χημικών δεσμών που αφορούν κάτω προς τα πάνω αυτο-οργάνωσης.

Πρόκειται για μια "οριγκάμι DNA" τεχνική σχέδιο παρόμοιο με την παραδοσιακή ιαπωνική τέχνη ή τεχνική της αναδίπλωσης χαρτιού σε διακοσμητικό ή μορφές αναπαράστασης. Επιτρέπει σκέλη DNA για να διπλωθεί σε κάτι που μοιάζει με pegboard την οποία διαφορετικά μόρια μπορούν να συνδεθούν.

Η ενεργοποίηση των διαφόρων μορίων να επισυνάψετε στο DNA παράγει μικρότερες συνθέσεις νανοδομή - ανοίγοντας έτσι το δρόμο για την κατασκευή μικρότερων ηλεκτρονικών εξαρτημάτων της συσκευής.

Στο παρελθόν έχει αποδειχθεί δύσκολο να συνδυάσει την κορυφή προς τη λιθογραφία με bottom-up αυτο-οργάνωσης, επειδή η νανοδομών DNA που απαιτείται για να συμβεί αυτό θα δέσμευε αδιακρίτως στην πλατφόρμα του πυριτίου (που ονομάζεται υπόστρωμα) - το υλικό πάνω στο οποίο ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα είναι κατασκευασμένες.

«Υπήρξαν μερικές πολύ επιτυχημένες διαδηλώσεις για το πώς να θέσει αυτά τα κάτω προς τα πάνω συναρμολογούνται νανοδομών στην επιφάνεια του υποστρώματος όπου θέλετε να είναι," Yu εξηγεί, «επειδή δεν μπορείτε να εκτελέσετε μόνο αυτές τις συσκευές, πρέπει να ξέρετε πού να συνδεθείτε τι. "

Για να λυθεί το πρόβλημα, ερευνητική ομάδα του Γιου προκατασκευασμένα ένα χρυσό "νανο-νησί" σε συγκεκριμένες θέσεις σε ένα υπόστρωμα πυριτίου, που εφαρμόζεται στη συνέχεια το οριγκάμι DNA που έχει συγκεκριμένες τελειώνει χημική ουσία που θα συνδέσει μόνο με το χρυσό νησί και όχι του δίσκου πυριτίου. Αυτό επιτρέπει στον νανοσωλήνες DNA για να επισυνάψετε μόνο στα νησιά.

Το έργο αυτό αποδεικνύει ότι είναι δυνατόν ένας διπλής έλικας του DNA μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την οικοδόμηση μια μονοδιάστατη και δύο διαστάσεων δομές που θα επιτρέψουν την κατασκευή μικρών ηλεκτρονικών συσκευών μνήμης - με κόστος το οποίο θα ήταν πολύ λιγότερο από τις σημερινές μεθόδους παραγωγής.

Απαιτείται μεγαλύτερη πρόοδος, Yu λέει.

"Με αυτή την επίδειξη μπορέσαμε να οικοδομήσουμε μοτίβα στην επιφάνεια που αποτελούνται από ένα μόνο μονοδιάστατες νανοσωλήνες DNA, αλλά η έρευνα μας δείχνει ότι είναι δυνατόν να παραχθούν δύο διαστάσεων και ακόμα πιο περίπλοκες δομές που είναι απαραίτητες δομικές μονάδες για νανοκλίμακα ηλεκτρονικών κυκλωμάτων," Yu λέει. "Έτσι, αυτό είναι μόνο η αρχή της πολλές συναρπαστικές δυνατότητες για να πραγματοποιηθεί."

Πηγή: http://www.asu.edu/

Last Update: 4. October 2011 05:24

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit