Es sieht aus wie eine Dünenlandschaft, ist aber kleiner als ein Sandkorn. Auf der nanostrukturierten Siliziumoberfläche richten sich DNA-Nanoröhrchen (rot) elektrostatisch an vorgegebenen Mustern aus. Abb.: Dr. Adrian Keller, HZDR
Rossendorfer wollen Nano-Chip-Wachstum mit DNA und Ionenkanonen anregen
Dresden-Rossendorf, 24. Januar 2014: Einen alternativen, selbstorganisierenden Weg hin zu noch feineren Schaltkreis-Strukturen haben Forscher des Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) nun aufgezeigt. Sie kombinierten DNA-Origami und Ionenbeschuss von Siliziumscheiben und erzeugten so winzige Röhrchen von sechs Nanometern (Millionstel Metern = nm) Durchmesser, die vorher markierte Strukturen bilden. Sie sind optimistisch, dass sich so auch sehr kleine Transistoren – die Grundbausteine von Computern – konstruieren lassen.
Wie funktioniert’s?
„Das Schöne an unsere Methode ist, dass wir der Natur einfach freien Lauf lassen können, sobald wir die nötigen Rahmenbedingungen geschaffen haben“, schätzte Dr. Adrian Keller vom Institut für Ionenstrahlphysik und Materialforschung am HZDR ein, der die Arbeiten geleitet hatte. Denn um die Röhrchen zu erzeugen, kombinierten sie genetisch speziell kodierte lange und kurze Biomoleküle („DNA-Origami“) so, dass sich diese, einmal zusammengebracht, von allein verbinden und die genetisch programmierten Strukturen bilden – in diesem Fall 412 Nanometer lange Röhrchen (die zum Beispiel als Stromleiter ausgelegt werden könne) mit vier nm Durchmesser. Zum Vergleich: Die kleinsten Strukturen in modernsten Computerchips messen heute etwa 22 nm. Damit die Nanodrähte aber nicht wild durcheinander wuchsen, beschossen sie zuvor die Arbeitsplatte – einen Silizium-Wafer – mit Rumpf-Atomen (Ionen), die durch elektrostatische Effekte die Röhrchen dann an der richtige Stelle wachsen ließen.
Forscher Keller: Auch komplexe Strukturen so erzeugbar
Mit dieser Methode könnten die Nanoröhrchen auch in komplexeren Anordnungen zu elektronischen Schaltkreisen arrangiert werden, glaubt Keller. So können sie zum Beispiel an einzelne Transistoren angebunden werden und diese elektrisch miteinander verbinden „Auf diese Weise könnten DNA-basierte Nanobauteile in technologische Geräte integriert werden und damit zu einer weiteren Miniaturisierung beitragen.“ Autor: Heiko Weckbrodt
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Dresdner Studenten falten Nanofabriken gegen Krebs
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