Columbia Engineering tədqiqatçıları ilk dəfə olaraq nanometr ölçülü xüsusiyyətləri olan 3D elektron işləyən cihazların yaradılmasına kömək etmək üçün DNT-dən istifadə ediblər.

Kolumbiya Mühəndisliyində kimya mühəndisliyi və tətbiqi fizika və materialşünaslıq professoru və Brookhaven Milli Laboratoriyasının Funksional Nanomateriallar Mərkəzinin Yumşaq və Bio Nanomateriallar Qrupunun rəhbəri, müxbir müəllif Oleq Qanq, “2D-dən 3D-yə keçmək elektronikanın sıxlığını və hesablama gücünü kəskin şəkildə artıra bilər” dedi.

Yeni istehsal texnikası təbii intellektdən birbaşa ilhamlanan süni intellekt sistemlərinin inkişafı üçün davam edən səylərə də töhfə verə bilər.

“Beynin təbii 3D strukturunu təqlid edən 3D elektron arxitekturalar, beyni təqlid edən süni intellekt sistemlərini işlətməkdə mövcud 2D arxitekturalarından çox daha effektiv ola bilər” dedi. Tədqiqatçılar əldə etdikləri nəticələri martın 28-də “Science Advances” jurnalında ətraflı şəkildə açıqlayıblar .

Aşınmadan qatlanana qədər

Ənənəvi elektronika düz dövrələrə əsaslanır. Mikroçiplərin daha güclü olmasına kömək etmək üçün bütün dünya üzrə tədqiqatçılar onları üç ölçüdə qurmaq üçün yanaşmaları sınaqdan keçirirlər.

Bununla belə, mövcud elektronika istehsal üsulları təbiətdə yuxarıdan aşağıya doğrudur – bir material parçası, məsələn, bir daş blokunun heykəltəraşdırılması kimi istənilən struktur əldə olunana qədər, məsələn, elektron şüa ilə tədricən aşınır. Mürəkkəb strukturların yaradılmasına və bunu sərfəli şəkildə yerinə yetirməyə gəldikdə, bu üsullar 3D cihazların hazırlanmasında problemlərlə qarşılaşıb. Məsələn, düzgün yığılan çoxlu dövrə qatlarını yığmaqda çətinliklərlə üzləşirlər. “İstehsal zamanı yüzlərlə addımlar zamanı performans və xərc baxımından qadağan edən səhvlər toplanır” dedi Gang.

3D sistemi qurmağın konseptual olaraq fərqli yolu aşağıdan yuxarıya doğrudur, burada bir çox komponentlər öz-özünə mürəkkəb strukturlara yığılır. İndi Columbia Engineering tədqiqatçıları 3D elektronikanın özlərini qurması üçün yeni bioloji cəhətdən ilhamlanmış aşağıdan yuxarı bir üsul inkişaf etdirdilər. Yeni texnikanın arxasında duran əsas, DNT zəncirlərinin özlərini origami adlanan formalara qatlaya bilməsidir . Çərçivə adlanan bu tikinti blokları daha sonra nanoölçülü dəqiqliklə çərçivə adlanan iri miqyaslı 3D strukturları yığmaq üçün istifadə olunur.

DNT A, T, C və G hərfləri ilə tanınan dörd müxtəlif növ molekuldan ibarət sətirlərdən ibarətdir. Bunlar bir-birinə çox spesifik şəkildə yapışır – A-dan T və C-dən G. Düzgün ardıcıllıqla çoxsaylı molekullar layihələndirməklə, tədqiqatçılar uzun DNT zəncirlərini əldə edərək, özlərini 2D və ya 3D formalarına qatlaya bilərlər. Bu zəncirlərə bərkidilmiş DNT parçaları daha sonra bükülmüş dizaynları yerində saxlayır.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=2793866484&adk=675901022&adf=746485419&pi=t.ma~as.2793866484&w=540&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1743418000&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Ftechxplore.com%2Fnews%2F2025-03-dna-scaffolds-enable-3d-electronic.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM0LjAuNjk5OC4xNzgiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxMzQuMC42OTk4LjE3OCJdLFsiTm90OkEtQnJhbmQiLCIyNC4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNC4wLjY5OTguMTc4Il1dLDBd&dt=1743417998535&bpp=25&bdt=224&idt=25&shv=r20250327&mjsv=m202503250101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3D594147a00c618f4c%3AT%3D1735548631%3ART%3D1743417998%3AS%3DALNI_MYbuCvlfveSCnpeUIQKyQ2DBT11fQ&gpic=UID%3D00000f84124e2904%3AT%3D1735548631%3ART%3D1743417998%3AS%3DALNI_Maf8g334ShSARz9IhljaNTJv-vUzg&eo_id_str=ID%3D639b28d7655b7aa4%3AT%3D1735548631%3ART%3D1743417998%3AS%3DAA-Afjakj_-HiAALGKSfOxRJbP3s&prev_fmts=0x0%2C1536x730&nras=2&correlator=6695507476905&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=2233&biw=1521&bih=730&scr_x=0&scr_y=0&eid=31091241%2C42532523%2C95331832%2C95332927%2C95344791%2C95356498%2C95356505%2C31088250%2C95355301%2C95356787%2C95356927&oid=2&pvsid=2404072332982770&tmod=1924908644&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C1536%2C816%2C1536%2C730&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=3&uci=a!3&btvi=1&fsb=1&dtd=1949

Prototipin qurulması

Yeni araşdırmada, tədqiqatın ilk müəllifi, Brookhaven Milli Laboratoriyasının Funksional Nanomateriallar Mərkəzinin əməkdaşı, əvvəllər Ph.D olan Aaron Michelson. Gang qrupunun tələbəsi, Gang və onların həmkarları ilə birlikdə, qısa DNT parçaları əlavə edə biləcəkləri bir səthə qızıl kvadratlar yığdılar. Bu molekullar səkkiz tərəfli almaza bənzər oktaedral DNT çərçivələrini bağlaya bildikləri lövbər rolunu oynadı və bu xüsusi səth yerlərində 3D çərçivələrə öz-özünə yığıldı.

“Lankerlənmiş DNT zəncirləri olan bu qızıl massivlər 3D DNT skafoldlarının təyin olunmuş ərazilərdə arzu olunan naxışlarda və istiqamətlərdə böyüməsini təşviq edir ki, bu da bizə bu DNT-ni elektron vafli üzərində qurmağa və inteqrasiya etməyə imkan verir” dedi Gang.

Tədqiqatçılar, Minnesota Universitetindəki professor Vald Pribiaq qrupu ilə əməkdaşlıq edərək, daha sonra bu DNT iskelelerini silikon oksidlə örtdülər , onları yarımkeçirici qalay oksidi ilə bağladılar və hər bir struktura elektrodları birləşdirdilər. Nəticə – işıqlandırıldıqda elektriklə reaksiya verən işıq sensorları.

“Biz nümayiş etdirdik ki, biz DNT-dən nəinki 3D strukturları yarada bilərik, həm də elektron cihazların necə hazırlandığının iş prosesinin bir hissəsi olaraq onları mikroçiplərə inteqrasiya edə bilərik” dedi Gang. “Biz minlərlə bu strukturları miqyaslı şəkildə silisium vaflilərdəki xüsusi yerlərdə yerləşdirə bilərik. Bu, mürəkkəb 3D elektron cihazları necə hazırladığımızı kəskin şəkildə dəyişdirə biləcəyimizi göstərir.”

“Uzun müddətdir ki, biz öz-özünə yığılan elektron cihazın yaradılmasına hansı hadisələrin kömək edə biləcəyi üzərində işləmişik” dedi Gang. “İndi bu futuristik fikirləri həqiqətən nümayiş etdirmək, aşağıdan yuxarıya doğru istehsal proseslərindən istifadə edərək əməliyyat cihazı hazırlamaq çox həyəcanlıdır.”

Gələcəkdə Gang və onun həmkarları birdən çox materialdan istifadə edərək daha mürəkkəb elektron qurğular yaratmaq üçün yeni metodundan istifadə etmək istəyirlər. “Növbəti xəyal 3D sxemlərin yaradılmasıdır” dedi.

Ətraflı məlumat: Aaron Michelson et al, DNT-Proqramlaşdırıla bilən Assambleya vasitəsilə Çiplə İnteqrasiya Edilmiş 3D Nanostrukturlu Elektron Cihazların Ölçələ bilən İstehsalı, Elm İnkişafı (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adt5620 . www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adt5620

Jurnal məlumatı: Elmin inkişafı Kolumbiya Universiteti Mühəndislik və Tətbiqi Elmlər Məktəbi tərəfindən təmin edilmişdir