Bilim insanları ve araştırmacılar, son yıllarda silikona alternatif olacak yeni malzemeler ve teknolojiler geliştirmekle meşgul. Bir taraftan daha ucuz ve hızlı mikroçip teknolojileri üzerinde çalışırlarken, diğer taraftan mobil iletişimin zorunlu kıldığı enerjiyi daha verimli kullanan sistemler geliştirmeye çalışıyorlar. Özellikle batarya teknolojisinin elektronik cihazlardaki gelişimin gerisinde kalması, verimli teknolojilere olan talebi de artırıyor.
Genel olarak daha hızlı mikroçip teknolojisinin temelinde, daha fazla sayıda transistor kullanmak yatıyor. Bunun için de daha küçük transistörler yapılması gerekiyor. Şimdiye kadar teknolojik gelişmelerle son 20 yılda çip teknolojisi belli bir seviyeye geldiyse de, yakın bir gelecekte silikon yerini başka malzemelere bırakabilir. Silikonun yapısal özellikleri nedeniyle kuramsal sınırlara çok yaklaşılması ve daha küçük transistör üretiminin giderek çok daha pahalı hale gelmesi bunun ana sebepleri arasında.
Bilim insanları ve araştırmacılar, son yıllarda silikona alternatif olacak yeni malzemeler ve teknolojiler geliştirmekle meşgul. Bir taraftan daha ucuz ve hızlı mikroçip teknolojileri üzerinde çalışırlarken, diğer taraftan mobil iletişimin zorunlu kıldığı enerjiyi daha verimli kullanan sistemler geliştirmeye çalışıyorlar. Özellikle batarya teknolojisinin elektronik cihazlardaki gelişimin gerisinde kalması, verimli teknolojilere olan talebi de artırıyor.Genel olarak daha hızlı mikroçip teknolojisinin temelinde, daha fazla sayıda transistor kullanmak yatıyor. Bunun için de daha küçük transistörler yapılması gerekiyor. Şimdiye kadar teknolojik gelişmelerle son 20 yılda çip teknolojisi belli bir seviyeye geldiyse de, yakın bir gelecekte silikon yerini başka malzemelere bırakabilir. Silikonun yapısal özellikleri nedeniyle kuramsal sınırlara çok yaklaşılması ve daha küçük transistör üretiminin giderek çok daha pahalı hale gelmesi bunun ana sebepleri arasında.Bu amaçla üzerinde çalışılan malzemelerden biri de silikona nazaran daha iyi elektriksel özeliklere sahip bileşik yarıiletkenler. Bu özellikleri ile silikona kıyasladaha az enerjiyle daha hızlı çalışan transistörler yapılması mümkün. Son yıllarda grafen tabanlı veya karbon nanotüplü malzemeler, askeri amaçlı telekomünikasyon ekipmanlarında silikon yerine kullanılmaya başlandı. Ancak kırılgan olmalarına ek olarak üretim süreçlerinin karmaşık ve pahalı olması, bileşik yarıiletken çip plakalı transistör üretimini en azından şimdilik ticari uygulamalar için sınırlıyor.Diğer yandan Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley Elektrik Mühendisliği ve Bilgisayar Bilimleri Bölümünden Ali Javey’in de içinde bulunduğu bir grup araştırmacı, daha az maliyetle ve daha basit bir süreçle silikona alternatif olarak bileşik yarıiletken çip plakası kullanan transistör yapmayı başardı.Bu süreçte ilk olarak yüksek kaliteli in-diyum-arsenür film, özel bir metodla galyum antimonür plaka üzerinde üretiliyor. Daha sonra kimyasal bir yolla ayrıştırılarak nano boyutta indiyum-arsenür şeritler elde ediliyor. Bu şeritler daha sonra silikon levhalar üzerine yerleştiriliyor. Silikon plakalar kırılgan yapılı indiyum-arsenür için yapısal destek sağlaması nedeniyle çok önemli bir işleve sahip. Bileşik yarıiletken transistörlerin silikon plakalar üzerinde üretilmesi, kırılganlık ve pahalı üretim sorununu çözmüş oluyor.İndiyum-arsenür tabanlı transistor üretimini modelleyen araştırmacılar, geçtiğimiz Kasım ayında Nature dergisinin internet baskısında yayımlanan bir çalışmada, bu yöntemle üretilen bileşik yarıiletken transistörlerin, daha karmaşık ve pahalı süreçlerle üretilen bileşik yarı iletken transistörlerle aynı performansa sahip olduğunu gösterdi. Bu çalışmada ayrıca 500 nanometre uzunluğundaki indiyum-arsenür transistörlerin, silikon tabanlı eşdeğer transistörlere nazaran yarı yarıya daha az enerjiyle çalışabilmesine karşın geçiş iletkenliği açısından sekiz kat daha iyi olduğu gösterildi.Bilim insanları şimdilerde, bu yöntemle üretilen transistörlerin ne kadar küçültülebileceği üzerinde çalışıyor.
Bilim ve Teknik Ocak 2011
Oğuzhan Vıcıl
Social Profiles