מדענים ביבמ פיתחו שיטה לשימוש בטכנולוגיית קיפול ושיכפול עצמי, האופיינית למולקולות DNA, לבניית מעגלים אלקטרוניים זעירים.
מדענים ביבמ פיתחו שיטה לשימוש בטכנולוגיית קיפול ושיכפול עצמי, האופיינית למולקולות DNA, לבניית מעגלים אלקטרוניים זעירים. פיתוח הננו-טכנולוגיה החדשה הזאת עשוי להוביל לבניית שבבי מחשב קטנים יותר, מהירים יותר ויעילים יותר בצריכת האנרגיה שלהם – כמו גם זולים יותר לייצור.
העבודה ביבמ המתבצעת בשיתוף פעולה עם חוקרים במכון הטכנולוגי של קליפורניה מתמקדת בדרכים לשילוב טכנולוגיות הליטוגרפיה – הטבעת תמונה באמצעות חשיפה לאור המשמשת כיום לצריבת מבנה השבב על גבי פרוסת סיליקון – יחד עם כושר הרכבה-עצמית של מבנים כימיים זעירים, במתכונת המאפיינת את תהליכי השכפול של מולקולות DNA. כל זאת תוך שימוש בציוד ייצור התואם לזה הנמצא כבר כיום בשירות תעשיית המוליכים למחצה – המאפשרת חיסכון בעלויות המעבר לטכנולוגיה הזאת.
שימושיות הגישה הזאת נובעת מהעובדה שמבני DNA זעירים הממוקמים באופן מבוקר היטב, יכולים לשמש כתבניות או כלוחות מעגלים קטנטנים, המאפשרים להרכיב באופן מדוייק ולהציב זה בצד זה רכיבים דוגמת ננו-צינוריות עשויות פחמן, ננו-חוטי מוליך וננו-חלקיקים אחרים: הכל במימדים קטנים משמעותית מאלה שבהם מסוגלת לטפל תעשיית ייצור המוליכים למחצה בטכנולוגיות המוכרות לנו כיום. כך, נפתחת לראשונה האפשרות לבנות רכיבים פונקציונאליים אותם ניתן לשלב אל תוך מבנים גדולים יותר – כמו גם ללמוד יותר אודות ננו-מבנים הערוכים במערכים ידועים.
תעשיית המוליכים למחצה מתמודדת כיום עם העלויות ההולכות ותופחות של מזעור רכיבים, המגבילות אותה בהמשך ההתנהלות על פי התחזית לשיפור מתמיד בביצועים, כפי שהוגדרה ב”חוק מור” (Moor).
מערך הרכבה-עצמית מוגדרת, מאפשר למולקולת DNA בודדת להרכיב עצמה באמצעות תגובה כימית המתרחשת בתוך תמיסה, בין סיב זעיר בודד של DNA ויראלי ובין תערובת של סיבים סינתטיים קצרים וקטנים עוד יותר. הרכיבים הקצרים האלה פועלים כסיכות שדכן משרדי לכל דבר: הן מקפלות את ה- DNA סביב עצמו ואל תוך עצמו, על מנת לבנות מבנה רב-מימדי, באמצעות מערכת של קשרים כפולים. ניתן לשלוט ולכוון את פעולות הקישור הזה, ולהציע נקודות חיבור ברמת הפרדה ודיוק של 6 ננו-מטר. במתכונת הזאת, אפשר ליצור ננו-מבנים דוגמת ריבועים, משולשים וכוכבים במימדי רוחב של 100-150 ננו-מטר, ובעובי הסליל הכפול של מולקולת ה- DNA.
יבמ משתמשת בטכנולוגיות מוכרות בעולם המוליכים למחצה, הזהות לאלה המשמשות כיום לייצור שבבים, על מנת לצרוב את תבניות הליטוגרפיה הנדרשות לייצור שבבים בשיטה החדשה. קרני אלקטרונים או ליתוגרפיה של אור יוצרות סדרה של נקודות קישור בגדלים ובמבנים המבוקשים – שיתאימו לקשירת ננו-מבנים מוגדרים. החומרים בתבנית ההרכבה העצמית נבחרים באופן המבטיח רגישות גבוהה למבנה הרכיבים הנקשרים לכל מיקום מוגדר. כך, ניתן לוודא כי מבנה אוריגמי זעיר המיוצר במתכונת DNA ישתלב בשבב הסופי בדיוק בנקודה שנועדה לו.
תעשיית המוליכים למחצה מתמודדת כיום עם אתגר הבנייה של טכנולוגיות ליטוגרפיה שיאפשרו בניית רכיבים בהפרדה של פחות מ- 22 ננו-מטר. המדענים מתמקדים בבחינת סוגים חדשים של טרנזיסטורים, העושים שימוש בננו-צינוריות פחמן או בננו-חוטי סיליקון.
הגישה החדשה הנבחנת ביבמ, לשימוש במולקולות DNA כתבניות שיאפשרו הנחה של מיליוני ננו-צינוריות פחמן שירכיבו עצמן זו אל זו במבנים מדוייקים באמצעות הידבקות אל מולקולת ה- DNA – עשוייה לספק דרך להגיע ליעדי המזעור העתידיים.
עוד בנושא באתר הידען
