הגנטיקה הסודית של הטרנזיסטור

אבי בליזובסקי

קישור ישיר לדף זה: https://www.hayadan.org.il/nanotransistor221204.html

קח מעט די-אן-אי, קורט ננו-צינורות פחמניים, כמה גבישי זהב זעירים ומשטח סיליקון, ובנה מהם ננו-טרנזיסטור. זה בדיוק מה שעשו חברי קבוצת המחקר של פרופ' רון נעמן מהמחלקה לפיסיקה כימית במכון ויצמן למדע. למעשה, הם התחילו את המסע בשלב ראשוני יותר: לקחו ערימה קטנה של פוספטים, סוכרים ונוקליאוטידים, ובנו מהם גדילים של די-אן-אי שתוכננו כך שייצמדו לננו-צינורות פחמניים. לאחר מכן בנו באותה שיטה גדילי די-אן-אי שנצמדו למגעים זעירים עשויים זהב, שעוגנו למשטח סיליקון. בשלב הזה עירבבו את שתי הקבוצות האלה, כך שגדילי הדי-אן-אי המחוברים לננו-צינורות העשויים פחמן, נצמדו לגדילי הדי-אן-אי המחוברים למגעי הזהב. כך, למעשה, עלה בידיהם ליצור מעין “גשרים” של ננו-צינורות פחמניים שגישרו מעל למשטח הסיליקון, בין מגעי הזהב.

היכולת לעצב ננו-גשרים כאלה, בין מגעים של חומר מוליך חשמל (זהב), עשויה להוביל לפיתוח ננו-טרנזיסטורים זעירים שמהם ייתכן שאפשר יהיה, בעתיד, לבנות מעגלים אלקטרוניים זעירים, מהירים ויעילים במיוחד. המדענים סבורים שייתכן שבנוסף לכך אפשר יהיה לשלב בהתקנים מולקולות ביולוגיות שיגיבו עם הדי-אן-אי ובכך ישנו את התנהגותם החשמלית של ההתקנים. ממצאים אלה תוארו במאמר שהמדענים פרסמו בכתב העת המדעי APPLIED PHYSICS LETTERS. בניסוי זה נוצרו ננו-טרנזיסטורים בכ-10 אחוז מזוגות מגעי הזהב, אך בימים אלה מחפשים המדענים דרכים לשפר את התוצאות האלה, דבר שעשוי לקדם את אפשרויות היישום של השיטה החדשה.

ננו-צינורות עשויים פחמן הם מעין “דפים” הבנויים מאטומי פחמן, המגולגלים כך שהם יוצרים צינור דק שקוטרו כננו-מטר אחד. ננו-מטר הוא מיליונית המילימטר, גודל השווה לרוחבם המשותף של 10 אטומי מימן. החומר הגנטי די-אן-אי יוצר גדילים המתלפפים זה סביב זה ונצמדים זה לזה בתצורה המזכירה סולם חבלים. כל “שלב” ב”סולם” הזה בנוי משני נוקליאוטידים, הנבדלים זה מזה על-פי הבסיסים החנקניים הכלולים בהם. סדר ההיצמדות של הנוקליאוטידים קבוע: טימין תמיד נצמד לאדנין, ואילו גואנין תמיד נצמד לציטוזין. כללי הצימוד האלה מאפשרים, למעשה, להנדס רצפים מולקולריים של די-אן-אי שייצמדו זה לזה וייצרו מבנים חדשים. כך גם אפשר להנדס רצף מולקולרי של די-אן-אי שייצמד לננו-צינורות עשויים פחמן. יכולות אלה של הד-אן-אי כבר עמדו במרכז מאמציהם של מדענים רבים ממקומות שונים בעולם ליצור ננו-טרנזיסטורים, אבל כפי שהדברים נראים כיום, השיטה שפיתחו מדעני מכון ויצמן מתאימה במיוחד לפיתוח יישומים תעשייתיים ולייצור כמויות גדולות של ננו-טרנזיסטורים.

https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~36322029~~~209&SiteName=hayadan