Küçük Boyutlu Transistör Üretimi için Yeni Çözüm

Transistörlerin yeni küçük boyutlu cihazlara uyum sağlayarak verimli bir şekilde çalışması için alternatif malzeme araştırmaları sonuç verdi. ABD’de yapılan bir deney sonucunda geliştirilen topolojik bir materyal ilk kez oda sıcaklığında neredeyse sıfır yük kaybı ile elektrik alanda iletkenlik sağladı. Geliştirilen materyalin transistör imalatı için kullanılabileceği anlaşıldı.

A- A+

15.12.2018 tarihli yazı 2205 kez okunmuştur.

Transistörler modern akıllı telefonlarda işlem gücü sağlama ve hızlı açma-kapama ile elektron akışını kontrol ederler. Ancak yeni teknolojik cihazların küçük boyutlu olması transistörlerin de daha küçük imal edilmelerini gerektiriyor. Bu durum ise malzemedeki bazı fiziksel özelliklerin kaybolması ile ısı birikimi, kısa pil ömrü gibi olumsuz durumlara sebep olabiliyor. Araştırmacılar bu durumun önüne geçmek için alternatif malzemeler ile bir çözüm aramaya karar verdiler.

ABD’deki Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı'nda yapılan bir deney sonucunda, ilk kez oda sıcaklığı koşullarında yaklaşık sıfır sayılabilecek bir yük kaybı ile bir malzemenin elektronik özelliklerini değiştirdi. Yapılan deneyde sodyum bizmutit (Na3Bi) olarak bilinen malzeme düşük elektrik akımı geçen bir alanda tutuldu. Sodyum bizmutit (Na3Bi) malzeme laboratuvarda sıfırdan büyütüldü. Elektronik özellikleri benzersiz olan bu materyal topolojik bir materyal ve farklı durumlar için ayarlanabilme özelliğine sahip hale geldi.

►İlginizi Çekebilir: Dünya’nın En Küçük Transistörü Geliştirildi

Elektronik cihazlar ve bilgi işlem uygulamalarında topolojik materyallerin kullanımının gelecekte daha fazla olacağı öngörülüyor. Bu materyaller sayesinde cihazdaki enerji kaybı ve güç tüketimi azaltılabiliyor. Malzemenin süperiletken malzemelere göre aşırı soğutma gerektirmemesi, yapısal kusurlar bulundurmasına rağmen çalışması malzemeyi daha da avantajlı olmasına olanak sunuyor.

►İlginizi Çekebilir: İnsan Sinapsını Taklit Eden Organik Transistör NOMFET Geliştirildi

Son çalışmada yeni transisör için,moleküler ışın epitaksi adı verilen yöntem ile ultra yüksek vakum altında silikon alt taban üzerine bir malzeme numunesi üretildi. Bu ışınlama yöntemi ile numune büyütme ve aynı vakum koşullarında denemeler gerçekleştirildi. Yöntem sayesinde foto emisyon spektroskopisi olarak da bilinen X-ışını tekniği veya elektronların malzemeden geçişi hakkında bilgi veren ARPES için çalışmalar yapıldı. Böylece, topolojik materyalde elektronların malzemenin kenarlarına doğru akarken geri kalan kısmının akışı önleyerek yalıtkan görevinde bulunduğu anlaşıldı. Araştırmada diğer ölçümlerin doğrulanabilmesi için taramalı tünelleme mikroskobu da kullanıldı.

Monash Üniversitesi'nde bir fizikçi olan Mark Edmonds, elektronların uç kısımlardan tek yöne doğru hareket edebildiğini ve bu durumun geleneksek iletkenlerde elektrik direncine neden olan geri saçılmaya neden olmayacağını dolayısı ile bunun bir avantaj olduğunu söyledi.

►İlginizi Çekebilir: Transistörler Nedir? Nasıl Çalışır? 1. Bölüm |ElektrikPort Akademi

Topolojik özelliklere sahip bu ultra ince malzeme elektrik alana maruz kaldığı durumda tamamen iletken hale gelebiliyor. Yüksek elektrik alanda ise bir yalıtkan özelliği gösteriyor. Araştırmacılar bu keşif sayesinde ileride topolojik transistörlerin olabileceğini düşünüyorlar. Bu sayede, bilgisayarlarda harcanacak enerji miktarı azaltılabilecek. Günümüzde her on senede bir iki katına çıkan enerji kullanımında da azalma olacağı düşünülüyor.

Kaynak:

►Sciencedaily
►Phys