Puisque la miniaturisation continue en microélectronique commence déjà à atteindre les limites physiques, les chercheurs recherchent de nouvelles méthodes pour la fabrication de dispositifs. Un candidat prometteur est la technique de l'origami d'ADN dans laquelle des brins individuels de la biomolécule s'auto-assemblent en nanostructures de forme arbitraire. La formation de circuits entiers, cependant, nécessite le positionnement contrôlé de ces structures d'ADN sur une surface - ce qui n'était auparavant possible qu'avec des techniques très élaborées. Maintenant, des chercheurs du Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) ont mis au point une stratégie plus simple qui combine l'origami d'ADN avec la formation de motifs auto-organisés. La méthode des chercheurs est présentée dans la revue scientifique Nanoéchelle est le problème actuel.

Le Dr Adrian Keller du HZDR Institute of Ion Beam Physics and Materials Research décrit la nouvelle méthode :« Sa beauté réside dans le fait que nous permettons simplement à la nature de suivre son cours dès que nous avons créé le cadre nécessaire. Dans la technique de l'origami ADN, les structures d'ADN s'auto-assemblent lorsque de longs brins de la biomolécule se replient en un complexe, des formes prédéfinies à l'échelle nanométrique en s'associant à plusieurs brins d'ADN plus petits. Les physiciens ont utilisé cette technique pour produire de petits tubes d'une longueur de 412 nanomètres et d'un diamètre de six nanomètres. Ces structures peuvent être utilisées comme échafaudages pour la fabrication de composants nanoélectroniques comme les nanofils.

Afin d'aligner ces nanotubes sur la surface, les chercheurs se sont inspirés d'un principe d'auto-organisation qui est en fait assez courant dans la nature. Le vent peut par exemple former des motifs ordonnés sur une plage de sable. « Des processus similaires sont à l'œuvre ici, " explique Keller. " Nous irradions la surface sur laquelle nous voulons placer les nanostructures - dans notre cas, les plaquettes de silicium - avec des ions. Cela se traduit par l'apparition spontanée de nanomotifs ordonnés ressemblant à des dunes de sable miniatures. À ce moment, notre travail est à peu près terminé car les processus naturels prennent le relais et font tout le travail."

Grâce à des interactions électrostatiques entre les nanostructures d'ADN chargées et la surface chargée, les nanotubes s'alignent dans les vallées des dunes. Keller déclare : « Cette technique fonctionne si bien que non seulement les petits tubes suivent les motifs ondulés, ils reproduisent même des défauts de motif occasionnels. Cela signifie que cette technique devrait également permettre la production de nanocomposants incurvés." Le degré d'alignement maximal que les chercheurs de Dresde ont pu obtenir était à une longueur d'onde de motif de 30 nanomètres. "C'est vrai, nous ne recherchons qu'un rendement total de 70 % de nanotubes qui suivent parfaitement le modèle, " concède Keller. "Mais c'est quand même impressionnant compte tenu du procédé naturel que nous avons utilisé."

Car contrairement aux approches précédentes, selon Keller, la nouvelle technique est rapide, pas cher, et simple. "Jusqu'à maintenant, nous avons dû faire appel à des techniques lithographiques et traiter la surface avec des produits chimiques afin d'aligner les nanostructures de l'ADN. Bien que cela produise le résultat souhaité, cela complique néanmoins les processus. Notre nouvelle technique offre une alternative beaucoup plus simple. » L'alignement des petits tubes étant basé exclusivement sur l'interaction électrostatique avec la surface préstructurée, en utilisant cette méthode particulière, les nanotubes pourraient également être disposés en réseaux plus complexes tels que des circuits électroniques. Keller est convaincu qu'ils peuvent être attachés à des transistors individuels, par exemple, et connectez-les électriquement :« De cette façon, Les nanocomposants à base d'ADN pourraient être intégrés dans des dispositifs technologiques et contribuer à une plus grande miniaturisation. »