Dünyanın En Küçük Transistörü Geliştirildi!

Bilim insanları dünyanın en küçük transistörünü yapmayı başardılar. Üretilen transistör, 1 nanometre uzunluğunda kapıya (gate) sahip. Bu yapı yaklaşık olarak insan saç teli gibi 80.000 ile 100.000 nanometre arası incelikte.

A- A+

09.10.2016 tarihli yazı 11744 kez okunmuştur.

Transistör Elektronik Moore Elektron Karbon Nanotüp

Geliştirilen transistörün küçük boyutlarda olması, entegre devreler için performansın artışı ve birim alana daha fazla kompanent gibi avantajlar sağlamaktadır. Aslında bu moore yasası olarak da bilinen bir kavramdır. Moore yasası, her iki yılda bir entegre devrelerdeki transistör sayısının artacağını öngörmüştür. Transistörler artık o kadar küçük boyutlarda üretiliyor ki daha da küçültmek için farklı yollar bulmak gerekiyor. Bunun için Berkeley Kaliforniya Üniversitesi'nden bir araştırma grubu, transistör küçültme için zirve seviye kabul edilen 5 nanometre eşiğini geçmeyi başardı. Berkeley Malzeme Bilimi ve Laboratuvar Bölümü baş araştırmacısı Ali Javey, açıklamasında "Bugüne kadar bildirilen en küçük transistörü yaptık" diyor ve ekliyor: "Doğru malzeme seçimi ile 1 nanometre boyundaki gate’i oluşturabildik."

►İlginizi Çekebilir: UJT Transistör Nedir?

Javey’sin takımı, daha çok motor yağlayıcı olarak kullanılan molibden disülfit (Mo𝑆2) maddesini ve karbon nanotüpleri kullanarak 1 nanometre boyuta ulaşmayı başardı. Geleneksel transistörlerde genelde silikon kullanılır. Çünkü silikon elektrik akışına düşük direnç gösterir. Molibden disülfit’te ise direnç oldukça büyüktür. Fakat çok küçük boyutlara indiğimizde elektronların davranışlarını kontrol etmek daha kolay olur. Transistör küçültme için zirve seviye kabul edilen 5 nanometre eşiğinin konulmasının sebebi, silikon transistörlerde boyutu küçülttükçe adına “kuantum tünelleme” denen bir etkinin oluşmasıdır. Bu etki elektronların bir transitörden başka bir transistöre atlamasını sağlar. Bu yüzden elektronların akışı ya da elektronların davranışlarını kontrol etmek zorlaşır.

A-) Molidbden disülfit kanalı ile SWCNT (karbon nanotüp) yapısının şematik görünümü, B-) Transistörün örnek optik görüntüsü, burada Molidbden disülfit kanalı, gate (G), source (S) ve drain (D) FET yapısı görünmekte, C-) Cihazın SEM görüntüsü SWCNT mavi renkli, Zr𝑶𝟐 dielektrik yapı yeşille, Mo𝑺𝟐 kanalı turuncu ile ve source, drain de sarı renkle gösterilmiştir. D-) Cihazın TEM görüntüsü, E-) EELS harita görüntüsü karbon, zirkonyum ve sülfürün yapı içinde hangi yoğunlukla yayıldığını göstermektedir.

Lider araştırmacı Sujay Desai bu sorunla ilgili: “Bunun anlamı, transistörleri kapatamayız ve elektronlar kontrolümüz dışına çıkarlar.” diyor. Fakat molibden disülfit kullanılarak elektronlar kontrol edilebilir. Test için araştırmacılar, prototip cihazı olarak molibden disülfit ve karbon nanotüp bileşimi ile yaptıkları deneyde oluşturulan transistörün etkileyici biçimde elektron akışını kontol ettiği gözlemlendi. Sujay Desai bu başarıyla ilgili:”Yarı iletken endüstrisi hiç bir gate’in (kapının) 5 nanometre aşağısında çalışmayacağını düşünüyordu.

Bu yüzden yaptığımız çalışma ile bunu aşmanın mümkün olduğunu gösterdik.” dedi. Bu araştırma 5 nanometre altındaki kapıların olabileceğini ve transistörü silikon malzeme yerine molibden disülfit (Mo𝑆2) ile yapmak, gate’in 1 nanometre uzunluğa sahip olmasını ve bir anahtar gibi çalışmasını sağladı.

►İlginizi Çekebilir: Yeni Malzemelerle Bir Boyutlu Transistörler

Bu başarıya rağmen ekip, 1-nanometre transistör teknolojisini bilgisayarlarda veya telefonlarda kullanmak için uzun bir yol olduğunu biliyorlar. Şimdi ekip bu teknolojiyi küçük ölçeklerde nasıl fabrikasyon teknikleriyle üretebileceğini ve bu teknolojiyi nasıl geliştireceğini düşünüyorlar. Ayrıca Javey, Moore yasasının tekrardan başarılı olduğunu belirtmekte ve konuyla ilgili: “Şu anda bu teknolojiyi bir çip üzerinde üretmekten uzağız fakat bu projeyle 5 nanometre eşiğini aştık. Amacımız Moore yasasını dikkate alarak transistörleri daha da küçük boyutlara indirgemektir. Bu sayede teknolojimiz de çağ atlayacaktır.” dedi.