Đi-ốt làm từ DNA nhỏ nhất thế giới, nhỏ gấp 1000 lần bình thường, tương lai máy tính là đây

Các nhà khoa học vừa chế tạo thành công chiếc đi-ốt điện tử bé nhất từ 1 phân tử DNA. Thực tế chiếc đi-ốt này bé đến mức bạn không thể nhìn thấy nó dưới ống kính hiển vi thông thường.

Đi-ốt điện tử là một trong những bộ phận cơ bản nhất trong mọi bản mạch điện tử hiện đại. Thiết bị này có nhiệm vụ chuyển hướng điện, hay nói cách khác làm cho dòng điện dễ chảy về một hướng hơn và gặp khó khăn khi chảy về hướng còn lại. Hiện nay hàng triệu những chiếc đi-ốt bé nhỏ được lắp trên những bộ vi xử lý silicon. Nhưng để có thể gia tăng tốc độ hoạt động của những con chip này, việc thủ nhỏ đi-ốt là một trong những nhiệm vụ tiên quyết.

Chiếc đi-ốt cổ điển quen thuộc có thể bắt gặp trong những bản mạch đơn giản.

“Trong 50 năm nay, chúng ta đã gia tăng khả năng xử lý của máy tính một cách đều đặn. Nhưng gần đây việc cải thiện tốc độ dần đi đến một ngõ cụt khi mà cấu trúc vật liệu silicon đã cận kề giới hạn của mình. Khám phá của chúng tôi có thể mở đầu cho việc thiết kế và sản xuất ra những thành phần điện tử với kích thước nano nhỏ hơn đến 1000 lần những bộ phận được sử dụng hiện nay”, nghiên cứu trưởng của dự án Bingqian Xu tại đại học Georgia Hoa Kỳ giải thích.

Lúc đầu nhóm nghiên cứu vẫn nghi ngờ khả năng dẫn điện của những chiếc đi-ốt làm từ DNA. Họ đã trích ra 11 cặp dna từ một dải gen ra (một dải gen thông thường của mỗi tế bào trong cơ thể người chứa khoảng 3 tỷ cặp DNA), ghép đoạn gen xoắn ngắn này với phân tử Coralyne và kết nối chiếc đi-ốt vào một bản mạch cũng chỉ dài vài nano-mét.

Kết quả thí nghiệm đã làm cho các nhà nghiên cứu mãn nguyện khi mà khả năng dẫn điện của đi-ốt DNA trên dòng điện âm cao gấp 15 lần so với dòng điện dương. Được biết các đi-ốt hiện nay dù cố gắng cũng không thể loại trừ 100% điện tích trên dòng điện dương nhưng như vậy đã hoàn toàn đủ để chế tạo ra những thiết bị điện tử tinh xảo ngày nay.

Kích thước của chiếc đi-ốt này bé gấp nghìn lần loại đi-ốt làm từ silicon.

Dù một số đi-ốt chế tạo với kích thước phân tử khác có hiệu quả hoạt động cao hơn, chiếc đi-ốt DNA này có kích thước nhỏ hơn nhiều. Việc này sẽ giúp chúng ta “nhồi nhét” nhiều triệu đi-ốt vào một con chip hơn và tạo ra những cố máy có tốc độ xử lý trên một đẳng cấp mới.

Hiện giờ nhóm nghiên cứu đang tập trung vào việc tiếp tục cải thiện chức năng của những chiếc đi-ốt này để cạnh tranh trực tiếp với những mẫu đi-ốt truyền thống làm từ silicon. Họ mong rằng trong tương lai gần, các ngành công nghệ có thể chế tạo những thiết bị hoàn toàn mới nhờ những linh kiện điện tử có kích thước ở tầng phân tử như thế này.

Tham khảo ScienceAlert