Günümüzde kullandığımız teknolojilerde silikon çok büyük yer tutuyor. Bu materyal oldukça kullanışlı olsa da sınırlarına ulaşmaya başladı. Haliyle araştırmacılar da daha iyi alternatifler için araştırmalarına başladılar.
Silikonlar sınırlarına ulaşıyor
Silikon transistörler, yoğunluk ve boyut anlamında fiziksel sınırlarına ulaştı. Bilgisayarlardaki 0 ve 1’leri taşıyan bu yapıların alternatifi olarak ise karbon nanotüpler öne çıktı. İşlemcilerde çok sayıda transistör bulunur.
Yeni araştırmada, bilim insanları bir atom kalınlığındaki karbon yaprakları yuvarlak tüpler haline getirerek 14 bin karbon nanotüpten oluşan alan etkili transistör (CNFET) üretmeyi başardı. Daha önce 2013’te yapılan denemede 178 transistör kullanılabilmişti.Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nden (MIT) bilgisayar mühendisi Max Shulaker, “Bu, açık ara farkla şu ana kadar ortaya çıkma aşamasındaki herhangi bir nanoteknoloji ile yapılmış, daha hızlı ve daha enerji verimli olma potansiyeli taşıyan en gelişmiş çip.” açıklamasında bulundu. “Silikonun limitleri var. Bilgisayar alanında gelişmeye devam etmek istiyorsak, karbon nanotüpler bu engelleri aşmada en umut verici yollardan birini temsil ediyor.” diye de ekledi.
16 bitlik (Bit sayısı arttıkça karmaşıklık artar) işlemci, basit program çalıştırmayı ve meşhur “Hello, World!” mesajını göstermeyi de başardı. Daha önceki denemede çip yalnızca 1 bit idi.
Karbon nanotüpleri üretmek kolay değil
Karbon nanotüpler oldukça yüksek potansiyele sahip olsalar da esas zorluk bu tüplerin üretiminde yatıyor. Bazı nanotüpler yapıları bozularak iletkenliğini kaybediyor, bazı tüpler de bir araya gelince öbekleniyor ve tıkanmalara neden oluyor.
Araştırmacılar bu sorunların her ikisini de aşmayı başardı. Bunlardan biri mimari modeldeki farklılıktan geliyor. Bu modelde herhangi bir nanotüp, devre tasarımında aksaklık yaratacak şekilde tıkanıklık gösteremiyor. Haliyle üretim hataları için biraz daha pay bırakılmış oluyor.
Şu anda kullanılan materyallerin neredeyse tamamen saf olması gerekiyor. Bu da şu andaki teknoloji ile imkansız görünüyor. Yeni teknikte ise malzeme saflığının yalnızca %99,99 olması yeterli oluyor. Bu oran oldukça yüksek olsa da ulaşılabilir bir nokta ve bir önceki sistemde gereken saflığın da yalnızca 10 binde biri.
Sürecin geri kalanı, silikon materyal üretimi ile aşağı yukarı aynı şekilde ilerliyor. Bu da ileride karbon nanotüplerin yepyeni sistemlere ihtiyaç duymadan silikonun yerini alabileceğini gösteriyor.
Bu keşif, dünya çapında bilgisayar bilimcilerinin makine dünyasını silikonun limitlerine takılıp kalmadan keşfedebilmesini sağlayacak. Silikona bir alternatif bulabilmiş olmak, kuantum bilgisayarların gelişimi açısından da büyük fayda gösterecek.
