Keşfedildiğinden bu yana araştırmacıların buyuk umutlar beslediği bir malzeme olan grafenin kullanımı onundeki en buyuk engellerden biri, yeni bir calışmayla aşılmaya bir adım daha yaklaşmış oldu. Grafen kullanılan bilgisayarlar, gunumuzde kullandığımız cihazlardan cok daha hızlı ve guclu olacak.
Grafen, grafitin 2 boyutlu bir versiyonudur. Tek bir atom inceliğindeki bu yapı, 2004 yılında keşfedildiğinden bu yana muhendislerin, metalurjistlerin ve araştırmacıların yoğun ilgisini cekiyor.
Grafene gosterilen bu ilgi ise elbette ki sebepsiz değil. Celikten 100-300 kat daha guclu olan bu madde, elektriksel akım iletimi acısından da bakırdan cok daha gelişmiştir. Bu nedenle de grafen, en guclu, en ince ve acık farkla en guvenilir elektrik iletkeni malzeme olarak one cıkıyor. Grafen, modern dunyada kullandığımız milyarlarca cip ve elektronik parca icin onemli bir alternatif hammadde durumunda.
Yirmi yıldan uzun bir suredir, ara bağlantıların yapılması icin bakır kullanılsa da bu metal, ideal ozelliklere sahip olmaktan oldukca uzak. Bakır, yapısal olarak fiziksel sınırlara sahip ve nano olcekte kullanılması imkansız bir malzeme. Bakır inceldikce direnci artıyor. Direncin artması akımın daha zor gecmesi demek. Bu da yavaşlayan bilgisayarlar anlamına geliyor.
Enerji kaybolmadığı, yalnızca şekil değiştirdiği icin de direnci artan bakır daha da fazla ısınıyor. Bakırın bu yapısı, yarı iletken sektoru icin bir tehlike oluşturuyor. Sozu gecen endustri 500 milyar dolarlık bir hacme sahip.
Grafenin en temel sorunu ise bu maddeyi ticari amaclara uygun şekilde mikrobileşenler yapmak icin kullanmanın yolunu bilmiyor olmamız. Kaliforniya Universitesi’nde Elektronik ve Bilgisayar Muhendisi olan Kaustav Banerjee, hangi parca soz konusu olursa olsun sektorun ilerlemesi icin grafeni silikon levhalara bir şekilde tutturmanın yolunu bulmamız gerektiğini soyluyor.
Devre uretilirken ilk olarak transistorler imal ediliyor. Transistorler uretildikten sonra, diğer işlemlerde toplam sıcaklık, 500 dereceyi aşamaz.
Banerjee’nin laboratuvarında yapılan araştırmalar, en sonunda yuksek iletkenliğe sahip, nano olcekli, takviyeli cok katmanlı grafen (DMG) ara bağlantıları, entegre devrelere uygun ve yuksek miktarlarda uretmenin yolunu ortaya cıkardı.
2008 yılında teoriyi ortaya attığından bu yana calışmalarını devam ettiren araştırmacı, kimyasal buhar temelli bir sistem kullanıyordu. Bu sistemin tek sıkıntısı, yukarıda bahsettiğimiz 500 derece sıcaklık kısıtlaması idi.
Banerjee, bu kısıtlamayı aşmak icin ozel bir yontem geliştirdi. Bu yontemde, basınc yardımıyla katı halde fuzyon işlemi gercekleştiriliyor. Boylece grafen, standart olarak kullanılan CMOS uretime dahil olabiliyor.
Bu yontemde, ideal kalınlıkta bir nikel şerite grafit tozu dokulup, 300 derece sıcaklıkta basınc uygulanıyor. Ortaya grafenli bir yapı cıkmış oluyor. Barenjee ve ekibi bu sistemi kontrol ederek, istenilen optimal kalınlığa sahip grafeni ortaya cıkarmayı başardı. Boylece daha hızlı, guclu, kucuk, hafif, esnek, guvenilir ve maliyeti duşuk bilgisayarlar hayatımıza girebilecek.
Araştırma, 2018 IEEE toplantısında tanıtıldı ve araştırma hakkında bir makale de Nature Electronics’te yayımlandı. Barenjee ve ekibi şimdi patentlerini alıp ucuncu partilere uretim yapmayı amaclıyor.
Webtekno
Grafen, grafitin 2 boyutlu bir versiyonudur. Tek bir atom inceliğindeki bu yapı, 2004 yılında keşfedildiğinden bu yana muhendislerin, metalurjistlerin ve araştırmacıların yoğun ilgisini cekiyor.
Grafene gosterilen bu ilgi ise elbette ki sebepsiz değil. Celikten 100-300 kat daha guclu olan bu madde, elektriksel akım iletimi acısından da bakırdan cok daha gelişmiştir. Bu nedenle de grafen, en guclu, en ince ve acık farkla en guvenilir elektrik iletkeni malzeme olarak one cıkıyor. Grafen, modern dunyada kullandığımız milyarlarca cip ve elektronik parca icin onemli bir alternatif hammadde durumunda.
Yirmi yıldan uzun bir suredir, ara bağlantıların yapılması icin bakır kullanılsa da bu metal, ideal ozelliklere sahip olmaktan oldukca uzak. Bakır, yapısal olarak fiziksel sınırlara sahip ve nano olcekte kullanılması imkansız bir malzeme. Bakır inceldikce direnci artıyor. Direncin artması akımın daha zor gecmesi demek. Bu da yavaşlayan bilgisayarlar anlamına geliyor.
Enerji kaybolmadığı, yalnızca şekil değiştirdiği icin de direnci artan bakır daha da fazla ısınıyor. Bakırın bu yapısı, yarı iletken sektoru icin bir tehlike oluşturuyor. Sozu gecen endustri 500 milyar dolarlık bir hacme sahip.
Grafenin en temel sorunu ise bu maddeyi ticari amaclara uygun şekilde mikrobileşenler yapmak icin kullanmanın yolunu bilmiyor olmamız. Kaliforniya Universitesi’nde Elektronik ve Bilgisayar Muhendisi olan Kaustav Banerjee, hangi parca soz konusu olursa olsun sektorun ilerlemesi icin grafeni silikon levhalara bir şekilde tutturmanın yolunu bulmamız gerektiğini soyluyor.
Devre uretilirken ilk olarak transistorler imal ediliyor. Transistorler uretildikten sonra, diğer işlemlerde toplam sıcaklık, 500 dereceyi aşamaz.
Banerjee’nin laboratuvarında yapılan araştırmalar, en sonunda yuksek iletkenliğe sahip, nano olcekli, takviyeli cok katmanlı grafen (DMG) ara bağlantıları, entegre devrelere uygun ve yuksek miktarlarda uretmenin yolunu ortaya cıkardı.
2008 yılında teoriyi ortaya attığından bu yana calışmalarını devam ettiren araştırmacı, kimyasal buhar temelli bir sistem kullanıyordu. Bu sistemin tek sıkıntısı, yukarıda bahsettiğimiz 500 derece sıcaklık kısıtlaması idi.
Banerjee, bu kısıtlamayı aşmak icin ozel bir yontem geliştirdi. Bu yontemde, basınc yardımıyla katı halde fuzyon işlemi gercekleştiriliyor. Boylece grafen, standart olarak kullanılan CMOS uretime dahil olabiliyor.
Bu yontemde, ideal kalınlıkta bir nikel şerite grafit tozu dokulup, 300 derece sıcaklıkta basınc uygulanıyor. Ortaya grafenli bir yapı cıkmış oluyor. Barenjee ve ekibi bu sistemi kontrol ederek, istenilen optimal kalınlığa sahip grafeni ortaya cıkarmayı başardı. Boylece daha hızlı, guclu, kucuk, hafif, esnek, guvenilir ve maliyeti duşuk bilgisayarlar hayatımıza girebilecek.
Araştırma, 2018 IEEE toplantısında tanıtıldı ve araştırma hakkında bir makale de Nature Electronics’te yayımlandı. Barenjee ve ekibi şimdi patentlerini alıp ucuncu partilere uretim yapmayı amaclıyor.
Webtekno
__________________