Многомасштабная жидкостная структура/ Фото Oak Ridge National Laboratories
Мы рады пригласить вас на еженедельный коллоквиум Сколтеха!
Тема: Внедрение нанофлюидики в технологию КМОП
О СПИКЕРЕ: д.н. Станислав Полонский имеет 15-летний опыт работы в полупроводниковой промышленности, в том числе в сфере электроиспытаний, анализа отказов, проектирования цифровых и аналоговых схем и разработки средств САПР (CAD). В течение последних 7 лет он активно работал над расширением существующей технологии изготовления кремниевых приборов за счет использования нанопор и нанофлюидики.
С 2014 г. по настоящее время: директор Института перспективных технологий Самсунг, Россия.
- 1998—2014: Научный сотрудник Исследовательского центра IBM им. Т. Дж. Уотсона, США.
- 1993—1993: Научный сотрудник Университета штата Нью-Йорк в Стоуни-Брук, США.
- 1993: Доктор наук в области физики приборов, Московский государственный университет, Россия.
д.н. Станислав Полонский
О КОЛЛОКВИУМЕ: Развитие новых возможностей в рамках существующей микроэлектронной технологии комплементарных структур металл-оксид-полупроводник (КМОП) становится важной тенденцией в связи с уменьшением размеров устройств до предельно возможных величин. Микроэлектромеханические системы (МЭМС), спинтроника (например, магнитные туннельные переходы) и кремниевая фотоника представляют собой хорошо известные примеры подобных технологических нововведений. Со стороны компаний, работающих в полупроводниковом секторе, наблюдается возрастающий интерес к применению существующих базовых методов микро- и нанофабрикации в нанобиотехнологии, ярким примером чему может служить внедрение возможности обнаруживать биомолекулы и манипулировать ими в технологию КМОП. Непрерывный прогресс в этой области приведет к появлению медицинских устройств, пригодных для носки, использования дома или по месту лечения, которые произведут революцию в медицине и улучшат здоровье людей. В лекции мы рассмотрим, каких успехов достигла компания IBM в области обнаружения отдельных молекул и манипулирования ими с использованием твердотельных наноустройств, с акцентом на их совместимости с технологией КМОП.
I. ДНК-транзистор представляет собой нанопору, просверленную сквозь стопку многочисленных электрически адресуемых металлических электродов и слоев диэлектрика. Мы начнем с теоретического описания устройства и моделирования молекулярной динамики всех атомов. Мы расскажем о проведенных экспериментальных работах и покажем, что устройство является электрически работоспособным, когда электроды разделены диэлектриком толщиной всего в несколько нанометров. Органическое покрытие внутри поры защищает металл от эрозии и предотвращает прилипание ДНК к поверхности. Мы представим данные по транслокациям ДНК и обсудим некоторые из потенциальных препятствий на пути конструирования ДНК-транзистора, также как и возможные пути преодоления этих трудностей.
II. КМОП-совместимые наноканалы для растягивания и транслокации отдельных молекул ДНК. Подобно устройствам МЭМС, для формирования наноканалов промежуточные кремниевые наноструктуры травятся XeF2. Транслокации отдельных линеаризованных молекул ДНК наблюдаются посредством флюоресцентной микроскопии. Наш метод представляет пригодный для промышленного применения подход для КМОП-совместимых платформ биочипов, сравнимых с размерами полупроводниковых пластин, и может быть непосредственно применен для ускорения получения следующего поколения устройств для расшифровки генетических последовательностей.
III. Переходный нанопромежуток между двумя флюидными резервуарами позволяет растягивать отдельную молекулу ДНК и манипулировать ею. Функционирование устройства основывается на изменении энергии сольватации в процессе движения иона из воды в воздух. Для контроля касания нанопипетки с поверхностью жидкости в нашем эксперименте используется нанопозиционер. Мы представим результаты создания переходного нанопромежутка, инициируемого транслокацией двухцепочечной ДНК, и измерения вероятности нахождения молекулы вблизи кончика нанопипетки после закрытия этого промежутка.
Если у Вас возникли вопросы и/или Вы хотели бы зарегистрироваться на событие, пожалуйста, Лилии Абаимовой. Рабочий язык мероприятия – английский, вход свободный. Приходите, мы будем рады видеть Вас!
