Protonları Kullanan Transistör Geliştirildi!

Atomdan kolaylıkla kopabilen ve çeşitli iletken ve yarı iletkenler üzerinde serbestçe hareket edebilen hafifsıklet elektronlardan farklı olarak protonlar hareket etmeye daha fazla direnç gösterdi. Araştırmacılar çözünmüş iyonları kontrol edebilen mikro sıvısal kanallar kullanarak, protonların veya daha ağır olan iyonların hareketlerini kontrol edebilen bir aygıt üzerine çalışıyorlardı.

Ancak proton destekli akım oranını kontrol eden katı-halde alan etkili transistör üretmemek için hiç bir sebep yoktu. İşin sırrı protonları bir kanal içerisinde iletebilecek kanallar için doğru materyalleri bulmak ve aygıtın kaynağını ve iletim hattını sağlayacak temasları sağlamaktı.

Postdoc Chao Zhong ve lisans öğrencisi Yingxin Deng bu işlevi gerçekleştirebilen ilk aygıtı yapmış gibi gözüküyor. Kitosan nano fiberlerinden yapılmış 3,5 mikrometre genişliğinde kanallardan oluşan ilk transistörü yaptılar.Kitosan tek başına protonları iletmeyen ancak proton bağışlayıcı asit gruplarıyla birleştirilip nemli havaya maruz bırakıldığında suda çözünen serbest elektronlarla dolu fiberleri oluşturan bir madde.Bildiğimiz kadarıyla bu proton akımını kontrol edebilen ve ölçebilen ilk FET diyor takım lideri Marco Rolandi. Marco benzer yapıda transistörlerin laboratuarlarda hücre duyarlılığı konusunda kullanabileceğini en son olarak da canlı hücrelerdeki kanalları ve sinyal üretim yollarını anlamada kullanılabileceğini ümit ediyor.

Biyolojik uyumluluk açısından silikondan üretilmiş olan bu aygıt başka bir tabana sahip olmalı. Birçok açıdan proton transistörü geleneksel transistöre benziyor.İçerisinde protonlar kapının kontrolü altında kaynaktan kanala doğru akıyorlar. Kapıya negatif voltaj uygulamak ise kanaldaki proton yoğunluğunu birkaç katına çıkartarak iletkenliği arttırıyor. Kapıya ve temas noktalarına uygulanan gerilim çeşitliliğine farklı olarak aygıttaki akim miktarı açık ve kapalı durum arasında onun katı biçiminde kontrol edilebiliyor.

Ancak bir kaç açıdan proton transistörler geleneksel transistörlerden farklı. Öncelikle aygıt kapalı durumdayken akım geçişini engelleyecek bir p-n jonksiyonu bulunmamakta. Bunun yerine aygıt açık ve kaplı durumdaki bir anahtardan çok direnci değiştirilebilen bir kablo gibi çalışıyor.

Bunun yanı sıra aygıttaki protonlarda sıradan elektrik akımından daha farklı hareket ediyorlar. Araştırmacılar protonların aygıt içinde serbestçe hareket etmek yerine suyun düzenli zincirleri içerisinde protonları bir molekülden diğerine ileten hidrojen bağları sayesinde bir molekülden diğerine geçerek hareket ediyorlar.

Rolandi'ye göre paladyum aygıtın çalışmasını sağlayan bir anahtar, çünkü paladyum hidrojeni absorbe edebilen nadir gruplardan biri. Bu materyali kullanarak araştırmacılar tıpkı normal elektronik transistörde olduğu gibi protonları kanal içerisine enjekte etmeyi ve kanalı ter edebilmelerini sağladı.

Californiya Üniversitesi'nden Aleksandr Noy 'Bu yeni transistör protonları hareket ettirmek için mikro sıvısallar kullanmaktan daha hızlı ve etkili bir yol' diyor.

Alican YEKSAN