Karbon nanotüplerden yapılan transistörler ilk değil ama Wisconsin-Madison Üniversitesi’nden araştırmacılar kendi geliştirdikleri yeni karbon nanotüp transistörlerin ilk defa günümüzdeki en iyi silisyum transistörlerden daha üstün olduğunu iddia ettiler. Daha yüksek akım kapasiteleri ve anahtarlama hızları ile bu karbon nanotüp yarıiletkenler daha az enerji tüketen daha yüksek performanslı yeni nesil elektronik için gelecek vaad edici.
Araştırmacılara göre, yaptıkları bu atılım karbon nanotüplerin eninde sonunda silisyum transistörlerin yerini almasıyla sonuçlanacak ve tüketicilerin isteğini karşılamak için bilgisayar endüstrisi sağlaması gereken performansı kazandırabilir. Tek nanotüp transistörler üzerine araştırmacıların gerçekleştirdiği ölçümler bu aygıtların aynı uygulamalardaki silisyum transistörlerden beş kat daha az enerji kullanabilir yahut beş kat daha yüksek hızlarda çalışabilir.
Araştırmacıların başında yer alan profesör Michael Arnold araştırmaları ile ilgili şu açıklamayı yaptı, “Bu gelişme son 20 yıldır nanoteknolojinin bir rüyası olmuştu. Silisyum transistörlerden daha iyi karbon nanotüp transistörler yapmak büyük bir kilometre taşıdır. Karbon nanotüp transistörlerin performansındaki bu atılım mantık, yüksek hızlı haberleşme ve diğer yarıiletken elektroniği teknolojilerinden faydalanma konusunda kritik bir ilerlemedir.”
Grafenin tek-atom kalınlığındaki düzlemlerin katlanmasıyla elde edilen tüpler, karbon nanotüp transistörler için tek boyutlu karbon düzlemden üç boyutlu bir yapı elde edilmesine olanak tanır. Bu şekilde karbon nanotüplerin alan etkili transistör olarak kullanılması, mikroskobik boyutlardaki yeni transistörlerin akım akışını hızlı değiştirmelerine izin verir.
Alan etkili transistörler elektrotlar arasındaki kanal boyunca bir yük yoğunluğunun akım akışını modüle etmesi ile çalışırlar. Dolayısıyla bir elektroda uygulanan voltaj arttıkça devredeki yükseltme de artar. Bu yeni araştırmada, araştırmacılar silisyum transistörlerden 1.9 kat daha fazla akım akışı elde ettiler. Bu artış karbon nanotüp alan etkili transistör temelli kablosuz haberleşme aygıtlarındaki önemli kazançlar sağlayabilir.
Bu araştırmanın sonuçları Science Advances dergisinde yayınlanmıştır. Ayrıca araştırma grubu bu araştırmayı açıklayan bir video hazırlamış:
Bu haberin sonunda okuyucularımıza hayırlı bayramlar diliyorum, yeni gelişmelerde görüşmek üzere.
Gökhan Atmaca, MSc.
Takip: twitter.com/kuarkatmaca
İletişim: facebook.com/anadoluca
Referanslar:
New Atlas
Görüntü: Stephanie Precourt/UW–Madison College of Engineering
