Dünya’nın En Küçük Diyodu DNA Molekülünden Elde Edildi

Elektronik devre elemanlarında yaşanan en büyük sorunların temelinde boyutlarının yeteri kadar küçük hale getirilememiş olması gösteriliyor. Geçtiğimiz günlerde İsrail'de bu konu üzerinde araştırmalarını sürdüren bilim insanları DNA molekülünün belirli şartlarda diyot özelliği gösterdiğini gözlemledi. Teknoloji dünyasında yeni bir devri başlatabilecek bu buluş ile ilgili detaylar haberimizde.

A- A+

22.04.2016 tarihli yazı 7921 kez okunmuştur.

Günümüzde elektronik cihazlar her geçen gün daha da kompleks yapılara bürünüyor ve devreler oldukça yoğun bir komponent yığını haline geliyor. Öyle ki teknoloji dünyası Intel şirketinin kurucusu olan Gordon Moore'un öne sürdüğü, her iki yılda bir bir mikroişlemcideki transistör sayısının iki katına çıkacağını öngören Moore Yasası'nın limitlerini zorluyor. Bu veriyi önlemek amacıyla teknolojik alandaki çalışmalar geleneksel silikon tekniğinin dışında yoğunlaşmış durumda. Bu çerçevede İsrail'deki University of Georgia (UGA) ve Ben-Gurion University'daki (BGU) araştırmalar yapan bilim insanları ilk kez bir DNA molekülünden nano ölçekli bir elektronik diyot elde ettiler.

►İlginizi Çekebilir: Diyot Nedir? 1. Bölüm | ElektrikPort Akademi

Diyotlar elektronik devrelerde akımın belirli bir yönde akmasını sağlayan ve ters yönde akımı bloke eden elektronik devre elemanlarıdır. Diyotlar genellikle alternatif akımı doğru akıma dönüştüren doğrultucular olarak bilinirler. Bu özellikleriyle elektronik dünyasında çok önemli bir yere sahiptirler ve silikon çipin hemen hemen her çeşidinden diyot üretilebilir. Günümüzde üretilen en küçük diyotların tek bir entegre içinde paketlenmiş şekilde imal edilerek neredeyse hacimsel boyutta ulaşabileceği en düşük sınırlara ulaşmaya başladı.

►İlginizi Çekebilir: XNA | Sentetik DNA Nedir?

UGA Collage of Engineering'de baş araştırmacı ve profesör olan Bingqian Xu, 50 yıldır daha küçük çiplerin içine daha fazla işlem gücü yerleştirmenin mümkün olduğunu fakat şuan silikonun fiziksel sınırlarını zorladıklarını söyledi ve silikon bazlı çiplerin daha da küçülürlerse performanslarının tutarsız ve öngörülemez olacağını da ekledi.

Birçok küçük devre elemanı atom boyutunda optik anahtar ve molekül boyutunda diyot içerir fakat University of Georgia (UGA) ve Ben-Gurion University'daki(BGU) yeni diyotlar belirgin bir farkla inorganik materyaller kullanılmadan yapılmaktadır. İnorganik materyaller yerine organik yaşamın yapı taşı olan DNA'lar kullanılmıştır. Normalde diyotlar pozitif katkılı yarı iletken ve negatif katkılı yarıiletken arasındaki temas noktasında bir p-n (pozitif ve negatif) jonksiyonu içeren silikondan yapılır. Her iki ucunda da bağlantı elektrotları ile donatılmış diyot ters yönde akan elektrik akımını engellerken sadece bir yönde akım akmasına izin verir. Araştırmacılar bu görevi yerine getirmek için DNA kullandı fakat diğer bir yandan molekülün her iki ucunu bağlantı elektrotlarıyla donatmak ve bunu bir devreye yerleştirmek hiç de basit bir olay olmadı. Bu olay üzerinde çalışan araştırmacılar DNA'nın içine "coralyne" olarak bilinen küçük bir molekül yerleştirildiğinde DNA'nın diyot özelliği sergilediğini keşfettiler. DNA'nın bir sarmalı baz olarak bilinen moleküllerin karşılıklı eşleştirilmiş ipliklerinden oluşur. Elde edilen yeni diyot ise sadece 11 baz çifti uzunluğundadır. (Normal bir DNA'da bir baz çiftinin uzunluğu 0.34 nanometre) Araştırmaların sonunda bilim insanları DNA molekülü üzerinde pozitif gerilim uygulandığında negatif yönde uygulanan gerilime göre 15 kat daha fazla akım aktığını gözleyerek molekülün bir diyot gibi davrandığını keşfetmişlerdir.

Profesör Xu moleküler yapının "coralyne" katkılanmasından sonra da hala simetrik olduğunu ve bu bulgunun oldukça garip olduğunu da belirtti. Araştırmacılara göre bu bulguların ileride teknolojik gelişmelerde çığır açacak ve elektronik dünyasında daha küçük ve daha güçlü cihazların yer almasını sağlayacak. Son olarak Profesör Xu bu keşiflerinin ileride nano elektronik elemanların tasarımı ve inşasında büyük ilerlemelere yol açabileceğini hatta şuan kullanılan elektronik devre bileşenlerinin 1000 kat küçülebileceğini de belirtti.

Kaynak:

►Gizmag
►funsizephysics
►spectrum.ieee