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从DNA链获取灵感打造自组装纳米导线

日期:2016-12-22

电子组件的小型化带来了惊人的发展——例如智能手机现在可以执行几年前最强大的台式机还无法现的运算,而且还只需耗用极低功耗与尺寸。

德国研究人员开发出一种使用DNA链自组装的导线,可望用于为计算机以及其他电子组件打造更小的组件。

德国研究机构Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR)与帕德博恩大学(Paderborn University)的研究人员透过可从DNA链中自组装的镀金纳米线控制电流。

这项研究可望为设计出更小型导线、电路以及其他电子组件的新方法而铺路。在HZDR离子束实体与材料研究所主导这项研究的Artur Erbe表示,传统上,这些技术都能为技术设计与开发带来创新。

“电子组件的小型化带来了惊人的发展——例如智能手机现在可以执行几年前最强大的台式机还无法现的运算,而且还只需耗用极低功耗与尺寸。”Artur Erbe说,“进一步的微缩将带来更强大的组件以及节省更多功耗。开发这种组件的需求推动了巨大的产业成长,甚至很快地将会达到传统制造方法的极限。因此,目前更重要的是开发以新方法开发可生产更小型组件的途径。”

由研究人员开发的纳米级结构连接两个电触点。为了产生纳米线,研究团队透过碱基对结合遗传材料的长单链与较短的 DNA链,形成稳定的双链。Erbe说,利用这种方法,该结构可独立采取研究人员们所需的形式。

“这种方法类似于日本的折纸技术,因此被称为‘DNA折纸’;在这种方法的协助下,我们可以创造微小的图案,”他说,“甚至也可能实现由分子与原子制成的极小电路。”

Erbe说,要继续使用“由上而下”设计小型组件与装置的方法变得越来越具挑战性了,这些方法从较大的组件开始,不断微缩小到越来越小的尺寸,Erbe说,“而当结构尺寸达到低于10nm时,它将会变得非常昂贵和耗能。”

HZDR团队的研究采用了由下而上的底层方法,可望达到更低成本,以及消耗更少的能源。此外,Erbe强调,自组装组件还节省了开发组件所需的时间和精力。

“这种透过装形成纳米级导线的能力,能够在生产过程降低成本以及能耗。”Erbe说。

该研究团队开发的导线可用于主动组件之间的互连。Erbe与其他研究人员并计划进一步微缩这项技术,让纳米线更具有导电性。他们还将采用其他材料作为二极管或内存等主动组件进行研究。(eet-china)

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