Лучший транзистор построили при помощи ДНК

Лучший транзистор построили при помощи ДНК

В лаборатории точно на фантастической кухне — учёные готовят микросхемы нового поколения. Блюдо — крошечная пластина из кремния, на которой аккуратно разложены выпрямленные или, как говорят учёные, "расчёсанные" нити ДНК. Манипуляции с газами и растворами, и вот химик-кулинар готов похвастать "аппетитными" с точки зрения микроэлектроники полосками графена.

Идея использовать эту модификацию углерода в качестве материала для новых микросхем не нова. Всё время, сколько существует электроника, производители и потребители мечтают о том, чтобы устройства работали быстрее. Для этого учёные совершенствуют классические полупроводники на основе кремния.

Не секрет, что вычислительные устройства оперируют потоком единиц и нулей, возникающим в результате действий транзисторов — своеобразных ворот, которые могут пропускать или не пропускать электрический ток. Ранее разработчики, условно говоря, старались делать эти ворота меньше и заставляли их открываться и закрываться быстрее.

Однако сегодня кремниевые полупроводники исчерпали себя, и процесс дальнейшей миниатюризации кремниевых микросхем застопорился.

"Нам нужен материал, который позволит строить транзисторы ещё меньшего размера. Они в свою очередь, работая быстрее, будут использовать меньше энергии", — говорит Женан Бао (Zhenan Bao) из университета Стэнфорда.

Такую возможность представляет графен — модификация углерода, которая представляет собой одномерные пластины из атомов углерода, расположенных в кристаллической решётке в виде сот. Предполагается, что ленты из графена шириной от 20 до 50 атомов могут быть лучшим проводником, нежели кремний. Однако производить графеновые транзисторы намного дороже.

Профессор Бао в составе группы специалистов из США и Сингапура как раз работает над решением этой проблемы. В статье, опубликованной в журнале Nature Communications, представлен новый способ дешёвого производства графена при помощи молекул ДНК.

Вначале учёные поместили субстрат (пластинку из кремния) в раствор молекул ДНК. Затем, используя технику "расчёсывания" (Chromosome combing), выпрямили нити ДНК, покрывшие субстрат, в параллельные прямые линии.

Далее ДНК на кремниевом "блюде" опустили в раствор, содержащий соли меди. В ходе химической реакции ионы меди присоединились к ДНК. После этого кремниевый субстрат с "медными" ДНК поместили в сосуд, содержащий пары метана (CH4). И ДНК, и метан содержат углерод, при нагревании произошло высвобождение атомов этого элемента.

Расположение нитей ДНК было таковым, что свободные атомы углерода стали создавать стабильные связи между собой и выстраиваться в классическую сотовую структуру. При этом ленты графена располагались сообразно структуре ДНК.

По словам учёных, полученный материал пока не идеален — местами встречаются дефекты, а значит, необходимо внести некоторые поправки в механизм производства. Вместе с тем новый способ намного дешевле и открывает путь для широкого использования графена в качестве полупроводника.

Также по теме: Графен в сочетании с металлом образует сверхпрочный материал Удалось вырастить углеродные нанотрубки с заданными характеристиками Физики поймали рекордное переключение электричества Физики научились включать и выключать магнитное поле графена Компания IBM создала процессор на сверхплотном массиве нанотрубок

vesti.ru

Похожие новости:
64 года назад был продемонстрирован первый транзистор
Транзистор — это электронный прибор из полупроводникового материала, обычно с тремя выводами, позволяющий входным сигналом управлять током в электрической цепи. Обычно используется для усиления, генерирования и преобразования электрических колебаний.Первый действующий транзистор создали в 1947 году американские физики ..
2011-12-23 1964 0 Технология
0
Создан термостойкий органический транзистор
Международная группа исследователей создала гибкий транзистор, устойчивый к термическому воздействию. Статья ученых появилась в журнале Nature Communications. Органические полупроводники активно изучаются из-за своих специфических механических свойств, в частности, гибкости. Одним из основных недостатков таких полупроводников ..
2012-03-8 2004 0 Технология
0
Создан самый маленький в мире транзистор
Американские физики создали самый маленький в мире транзистор. Электронный компонент микросхем имеет длину затвора порядка одного нанометра. Посвященное этому исследование опубликовано в журнале Science.Уменьшение длины затвора было достигнуто благодаря использованию в транзисторе сульфида ..
2016-10-08 15779 0 Технология
0
Новая швейцарская микросхема легко оборачивается вокруг волоса
Исследователи из Швейцарского федерального технологического института в Цюрихе (ETH Zurich) создали прозрачную гибкую электронную схему, которая настолько мала, что может уместиться на поверхность контактной линзы или её можно обернуть вокруг человеческого волоса. Команда разработчиков во главе с доктором ..
2014-01-10 1430 0 Технология
0
Ученые создали транзистор из одной молекулы и нескольких атомов
Международная команда исследователей, в которую вошли представители Германии, Японии и США, создала транзистор из одной молекулы и нескольких атомов, используя сканирующий туннельный микроскоп. Результаты были опубликованы в журнале Nature, краткое изложение представил The Guardian. Полученный образец состоит ..
2015-07-23 4522 0 Технология
1
Ученые создали графеновый транзистор
Новый транзистор способной произвести революцию в технологиях получения изображений для медицинских целей и в системах безопасности был разработан на основе графена исследователями из университетов Манчестера и Ноттингема. В своей статье, опубликованной в «Nature Communications», исследователи сообщают, о создании первого транзистора с бистабильными ..
2013-05-2 1704 0 Технология
0
Создан быстрый прозрачный транзистор из дешёвых органических материалов
Учёные из Стэндфордского университета (Stanford University) и университета Небраски-Линкольна (University of Nebraska–Lincoln) представили тонкие прозрачные полупроводники, которые могут стать основой для недорогих высокопроизводительных электронных устройств. Уже несколько лет инженеры по всему миру пытаются использовать дешёвые богатые углеродом ..
2014-01-10 1485 0 Технология
0
Ученые создали сверхбыстрые транзисторы
Новый транзистор, разработанный в Лаборатории технологий микросистем (Microsystems Technology Laboratories, MTL) Массачусетского технологического института, имеет скорость работы, в два раза превышающую скорость предыдущего варианта экспериментального германиевого транзистора, который, в свою очередь, по скорости работы превосходил ..
2013-01-11 1861 0 Технология
0
Физики сделали транзистор из одного атома
Международная группа ученых создала транзистор, состоящий из одного атома фосфора, размещенного на кремниевой подложке. Статья ученых появилась в журнале Nature Nanotechnology. Физики уже достаточно давно умеют манипулировать отдельными атомами. Например, с помощью сканирующего туннельного микроскопа еще в 1990 году ..
2012-02-20 2415 0 Технология
0
Создан первый транзистор на фосфорной альтернативе графена
Ученые из Мичиганского университета и Университета Пердью разработали первый в мире транзистор на фосфорене — двухмерном фосфоре. Описание устройства выложено в виде препринта в архиве Корнельского университета, кратко о нем пишет NewScientist. На основе фосфорена и сульфида молибдена ученые создали CMOS-инвертер ..
2014-01-27 1749 0 Технология
0
Инженеры собрали самый гибкий транзистор на нанотрубках
Новый элемент схемы можно скомкать как листик бумаги – он не потеряет свои электрические свойства. Транзистор будет работать, даже если всю схему скомкать в руках до состояния шарика. Приятный бонус: вся схема абсолютно прозрачная. Самый гибкий в мире транзистор ..
2012-03-6 1690 0 Технология
0
Транзистор из нанотрубки впервые победил своего кремниевого собрата
Специалисты IBM создали транзистор из одной углеродной нанотрубки. Устройство, длина которого не превышает 9 нанометров, подивило учёных – по производительности оно превзошло всех своих собратьев того же размера, в том числе транзистор кремниевый. Открытие сулит различной технике увеличением производительности ..
2012-01-27 2207 0 Технология
0
Физики разработали графеновый транзистор
Физики из Швеции и Германии представили прототип транзистора на основе графена и соединения кремния и углерода, которому не требуются металлические электроды. По словам ученых, роль электродов играют полоски графена, соединенные с карбидом кремния, являющимся полупроводником.По словам исследователей, функции ..
2012-07-19 1895 0 Технология
0
Новая электроника предлагает высокую производительность
Новый тип транзистора может проложить путь для создания быстрых вычислительных устройств, которые будут потреблять весьма мало энергии, в том числе смарт-сенсорные сети и имплантированные медицинские устройства. Именуемое как туннельный полевой транзистор (TFET), новое устройство использует квантово-механическое туннелирование ..
2013-12-19 1282 0 Технология
0
Биологи создали генетический транзистор
Биологи из Стэнфордского университета создали генетический аналог транзистора. Статья, описывающая генетические логические схемы, опубликована в журнале Science. Ее обзор приводит ScienceNow. Биологическое устройство получило название «транскриптор» по названию синтеза молекул РНК на базе ДНК. Именно этот процесс ..
2013-04-1 1387 0 Технология
0