ДНК в качестве модели для создания гафеновых транзисторов

Команда исследователей из Стэндфордского университета нашла способ выращивания листов графена для новых транзисторов, используя для этого нити ДНК. В будущем это позволит создавать чрезвычайно маленькие, быстрые и энергоемкие полупроводниковые элементы, которые станут хорошей альтернативой кремниевой технологии.

Сейчас многие производители электроники и в частности интегральных микросхем тратят миллиарды долларов только на улучшение технологии производства электронных компонентов. Даже незначительный рост скорости их работы или снижение потребления электроэнергии являются основными факторами, которые определяют современный экспоненциальный рост производительности чипов.

Но кремниевая технология, как бы ни старались ученые и инженеры, не может преодолеть свой физический потолок производительности. Дело в том, что с уменьшением размеров сначала все работает как надо, но на определенном уровне помехи, токи утечки и выделяемое тепло делают невозможной дальнейшую работоспособность элемента.

Не удивительно, что на определенном этапе развития ученые стали искать замену кремнию. Одним из таких альтернативных материалов стал полупроводник графен. Пластина, толщиною в один атом способна работать на куда больших частотах, чем кремниевая технология. К тому же графен более дешев в производстве, а следовательно себестоимость будущих чипов и микросхем на его основе также будет значительно ниже.

Однако до сих пор не существовало какой-либо работоспособной технологии производства самого графена. Так исследователи из Стэнфорда решили использовать структуру ДНК, чтобы на ее основе выращивать листовой графен.

Исследователи взяли нити в виде закрученной структуры ДНК и опустили их в раствор меди. Ионы метала, при этом впитались в материал нитей. Затем нить нагрели и поместили в среду с газом метаном. В результате химической реакции атомы углерода сосредоточились вокруг ленты ДНК, а конечным продуктом стал одноатомный лист графена.

Исследователи говорят, что их технология не требует особых затрат, поэтому с успехом может использоваться в полномасштабном производстве полупроводниковых электронных компонентов уже сейчас. Более того, разработчики сами попробовали создать на основе полученного графена работающий прототип транзистора.