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I ricercatori ASU esplorare vie per sviluppare dispositivi nanoelettronici Utilizzando DNA Concetto Origami

Published on February 2, 2011 at 6:52 AM

Utilizzando un concetto chiamato DNA origami, Arizona State University i ricercatori stanno cercando di aprire la strada per produrre le prossime generazioni di prodotti elettronici.

Sono perseguire i progressi nel campo delle nanotecnologie che hanno il potenziale per consentire la creazione di componenti più piccoli per il mercato consumer ed elettronica industriale come iPod, iPads e dispositivi simili.

I produttori vogliono fare i dispositivi più piccoli e più "intelligenti". Il problema è che questo richiede che le parti elettriche interne di tali dispositivi su scala nanometrica ancora più piccoli, ma anche di aumentare la capacità dei componenti per eseguire una serie di computing, comunicazione e funzioni multimediali.

Rendere questi componenti più piccoli sarebbe diventato molto più costoso con il metodo attuale di produzione di componenti microelettronici, come le unità centrali di elaborazione (CPU) di tutti i computer.

ASU Hongbin Yu e Hao Yan stanno collaborando per sviluppare le basi di un nuovo metodo di fabbricazione che contenere i costi.

Yu è un professore assistente presso la Scuola di Ingegneria Elettrica, Informatica e Ingegneria Energetica, una delle ASU Ira A. Fulton Scuole di Ingegneria. Yan è un professore del Dipartimento di Chimica e Biochimica ASU a College of Liberal Arts and Sciences.

Dettagli della loro progressi sono stati recentemente riportati in Nano Letters, una delle principali nanoscienza e la tecnologia rivista pubblicata da American Chemical Society. La notizia è stata anche presenti in chimica mondiale, una scienza e la tecnologia del sito web di notizie della Royal Society of Chemistry, l'organizzazione leader in Europa per il progresso delle scienze chimiche.

Yu spiega che lui e Yan stanno esplorando "come utilizzare top-down litografia combinata con nanostrutture modificato bottom-up di auto-assemblaggio per guidare il posizionamento di nanostrutture sulla superficie del wafer di silicio."

Top-down litografia è un processo mediante il quale sono costruiti gli elementi circuito elettrico su un wafer di silicio da taglio e incisione, in modo simile a come sculture sono fatti. Ecco come i chip dei computer di oggi sono prodotte.

Bottom-up di auto-assemblaggio è un processo in cui le molecole e / o materiali su scala nanometrica sono auto-assemblati in strutture desiderato usando i legami chimici o varie interazioni simili.

Yan Yu e hanno scoperto un modo per utilizzare il DNA per combinare efficacemente top-down litografia con legami chimici che coinvolgono basso verso l'alto self-assembly.

Si tratta di un "DNA origami" tecnica di progettazione simile a quella tradizionale arte giapponese e tecnica di piegare la carta in forme decorative e di rappresentazione. Permette filamenti di DNA di essere piegato in qualcosa di simile a un pannello forato su cui molecole differenti possono essere attaccati.

L'attivazione di varie molecole di allegare al DNA produce configurazioni nanostruttura più piccoli - aprendo così la strada alla costruzione di componenti più piccoli dispositivi elettronici.

In passato si è rivelato difficile combinare top-down litografia con bottom-up di auto-assemblaggio, perché le nanostrutture di DNA necessario per farlo accadere legherebbe indiscriminatamente alla piattaforma di silicio (chiamato un substrato) - il materiale su cui un circuito elettronico è fabbricato.

"Ci sono state alcune dimostrazioni di successo di come mettere queste nanostrutture assemblati basso verso l'alto sulla superficie del substrato in cui si desidera che siano," Yu spiega, "perché non si può semplicemente eseguire questi dispositivi, è necessario sapere dove collegare che cosa. "

Per risolvere il problema, il team di ricerca Yu prefabbricati d'oro "nano-isola" in punti specifici su un substrato di silicio, quindi applicato la origami DNA che ha le estremità chimiche specifiche che legherà solo per l'isola d'oro e non il wafer di silicio. Questo permette al DNA nanotubi di allegare solo per le isole.

Il lavoro dimostra che è possibile che una doppia elica del DNA può essere usato per costruire strutture monodimensionali e bidimensionali per consentire la produzione di piccoli dispositivi di memoria elettronica - ad un costo che sarebbe stato molto meno rispetto ai metodi di produzione attuali.

Sono necessari ulteriori progressi, dice Yu.

"Con questa manifestazione siamo stati in grado di costruire modelli sulla superficie che consistono in una sola dimensione nanotubi di DNA, ma la nostra ricerca dimostra che è possibile produrre strutture bidimensionali e ancor più sofisticate che costituiscono elementi essenziali per circuiti elettronici su scala nanometrica" dice Yu. "Quindi questo è solo l'inizio di molte affascinanti possibilità di essere realizzato."

Fonte: http://www.asu.edu/

Last Update: 7. October 2011 23:39

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