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DNA“折紙術”有助研發(fā)速度更快更廉芯片

2016-03-24

  為了使計算機芯片速度更快、價格更便宜,電子產品制造商往往采用削減生產成本或者縮小元件尺寸的方法,但美國楊百翰大學的研究團隊報告稱,DNA“折紙術”可能有助實現(xiàn)這一目標。該團隊日前在美國化學學會第251屆全國會議暨博覽會上提交了相關成果。

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  參與研究的亞當·伍利博士說,DNA的體積非常小,具有堿基配對和自組裝的能力,而目前電子廠商生產的芯片最小為14納米制程,這比單鏈DNA的直徑大10倍以上,也就是說,DNA可成為構筑更小規(guī)模芯片的基礎。

  DNA最為人熟知的是由兩條單鏈構成的雙螺旋結構。其“折紙術”則是通過將一條長的DNA單鏈與一系列經過設計的短DNA片段進行堿基互補,從而可控地構造出高度復雜的納米結構。但伍利的團隊并沒滿足僅僅復制通常在傳統(tǒng)的二維電路中使用的扁平結構。他們使用DNA作為支架,然后將其他材料組裝到DNA上,形成電子器件。具體是利用DNA“折紙術”組裝了一個三維管狀結構,讓其豎立在作為芯片底層的硅基底上,然后嘗試著用額外的短鏈DNA將金納米粒子等其他材料“系”在管子內特定位點上。

  伍利表示,在二維芯片上放置元件的密度是有限的,而三維芯片上可以整合更多的元件。但問題是,DNA的導電性能太差。研究人員為此正在測試管子的特性,并計劃在管子內部加入更多組件,最終形成一個半導體。

  該團隊的最終目標是將這種管子,或者其他通過DNA“折紙術”搭建的結構放到硅基底的特定位置,并打算將金納米粒子與半導體納米線連成一個電路。

  伍利指出,傳統(tǒng)芯片制造設施的成本超過10億美元,部分原因在于生產尺寸極小的芯片組件需要價格昂貴的設備,并且多步驟生產過程需要數(shù)百臺儀器。相比之下,如果將DNA“折紙術”這種自組裝技能應用于制造計算機電路,將大大節(jié)約成本。


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