Dünyanın en küçük transistörü: Yalnızca bir atom büyüklüğünde

Yorumlar

Karlsruhe Teknoloji Enstitüsü'nden (KIT), fizik profesörü Thomas Schimmel ve ekibi kuantum elektroniğinde devir açacak bir buluşa imza attılar. Schimmel ve ekibinin geliştirdiği transistör tek bir atom hareketiyle elektronik devresini açıp kapatabiliyor. Üstelik bu tek atomlu transistör, oda sıcaklığında çalışıyor ve çok az enerji tüketiyor.

Çağımızın en büyük nimetlerinden olan ve gündelik hayatımızın değişmez bir parçası haline gelen dijitalleşme beraberinde büyük bir enerji ihtiyacını da gerektiriyor. Gelişmiş bir ülkede bilişim teknolojileri tüm enerji sarfiyatının yüzde 10’unu oluşturuyor. En küçük bir USB bellekte bile milyonlarca transistör olduğunu düşünecek olursak, yeni geliştirilen transistör enerji alanında da çığır açan bir buluş olarak kayıtlara geçebilir.

Fizikçi ve nano-teknoloji uzmanı Schimmel, geliştirdikleri tek atomlu transistörün günümüz silikon bazlı transistörlerine oranla 10.000 kat daha az enerji tükettiğini belirtiyor. Transistörü geliştiren Profesör Schimmel, bu yıl başında KIT Tek-Atom Elektroniği ve Fotonik Merkezi'nin eş başkanı olarak atanmış.

Transistör, iki metal aralasında bir atom boşluğu kalacak şekilde konumlandırılması ve bu araya elektrik akımıyla gümüş atomu yerleştirilmesi mantığıyla çalışıyor. Boşluğa gümüş atomunun konmasıyla devre tamamlanıyor. Gümüş atomu yerinden alındığında ise devre kesiliyor. Bu işlem bilim adamlarınca kontrol edilebiliyor.

Buna benzer kuantum devreleri elektronik dünyasında bulunuyor. Ancak, bu devreler genel itibariyle yarı iletkenlerle ve mutlak sıfıra yakın sıcaklıkta çalışıyor. Schimmel ve ekibinin geliştirdiği transistörün en büyük özelliği ise bu iki sorunu ortadan kaldırması. Bu da geleceğe yönelik yeni imkanların kapısını aralayabilir.

Tek atomlu transistörün yarı iletken yerine tam iletken metal kullanması bir ilki teşkil ediyor. Bu sayede çok düşük voltaj değerleriyle düşük ısıda çalışabiliyor. Bugüne kadarki testlerde transistör sıvı elektrolitlerde çalıştırılmış. Bu konuda da çalışmalar yapan bilim adamları transistörü katı elektrolitlerde çalışır hale getirmişler. Ayrıca, sıvılaştırılmış gümüş elektroliti pirojenik silikon dioksit ile jel hale getirerek transistörü bunun içinde çalıştırmışlar. Jelin, sıvı ve katı elektrolitlerin özelliklerini barındırması sayesinde transistörün hem güvenliği hem de kullanımı iyileştirilmiş.