Mikroçiplerde silikon devri sona erebilir

Silikona ciddi bir alternatif olarak gösterilen molibdenit maddesinden üretilen ilk mikroçipler test aşamasına geldi.

Uzmanlar bir tür metal olan molibdenitin mikroçiplerin çok daha az enerjiyle çalışmasını ve daha ince olmasını sağlayacağını söylüyor.

MoS2 olarak adlandırılan molibdenit, koyu renkli doğal bir mineral ve alaşımları güçlendirmekte sıkça kullanılıyor.

İsviçre merkezli ekip ise molibdenitten ilk kez mikroçip üretmeyi başardı.

Uzmanlar bu maddenin halihazırda elektronik cihazlar için başlıca bileşen olan silikona göre daha ince tabakalar üretmekte kullanılabileceğini söylüyor.

Bu da molibdenit ile daha küçük, daha esnek çipler geliştirilmesinin önünü açıyor. Dahası iletken olan ancak fazla genleşmeyen bu madde, çiplerin çok daha az enerji tüketmesini sağlayacak.

Doğada bolca var

Molibden metalinin bir türü olan molibdenit, halihazırda motor yağlarında ve plastik maddelerin güçlendirilmesinde kullanılıyor.

Lozan'daki Nano-ölçekli Elektronik Sistem ve Yapılar Laboratuvarı'nın (LANES) yöneticisi Prof. Andras Kis, araştırma sonuçlarını Amerikan Kimya Derneği'ne bağlı ACS Nano Journal'de yayınladı.

BBC'nin sorularını yanıtlayan Kis, silikona alternatif arayışında bu maddeyi özellikle çok kolay ve bol bulunduğu için seçtiklerini kaydetti.

"Dünyada bu maddeden yaklaşık 19 milyon metreküp var" diyen Kis, "İnternette bir siteye girip 1 santime 1 santimlik bir kristali 100 dolara alabiliyorsunuz." dedi.

Profesör Kis'in ekibi elde ettikleri çok ince bir mikroçipe altı transistörü seri bağlayarak bazı basit mantık işlemleri yapmakta kullandı.

Bu çok basit bir devre olsa da, Profesör Kis daha karmaşık tasarımlarla, silikonla üretilenlerden çok daha ince mikroçipler geliştirilebileceğini söylüyor.

Kis, "Silikonun sorunu hayli reaktif olduğu için çok fazla inceltilememesi" diyor.

Silikonda yüzeyin kolayca oksitlendiğini, bunun da tabaka çok inceltildiğinde, elektrik akımını aktarım niteliğini bozmaya başladığını kaydediyor.

Bu nedenle silikon en fazla iki nanometre kalınlığına indirilebiliyor. Uzmanlara göre MoS2 ile kalınlık 3 atoma dek düşebilir, bu da çiplerin üç kat küçülmesi anlamına geliyor.

Çiplerin küçülmesi cihazların da küçülüp daha az enerji kullanmasının önünü açıyor. Dahası molibdenit hem sağlam hem esnek olduğundan, kıvrılarak kullanılacak cihazlar ya da cilde yerleştirilecek elektronik devreler için de cazip bir seçenek yaratıyor.

Kis, "molibdenitten bir levhayı esnetirseniz, uzunluğu yüzde 10'a kadar artar. Bu büyük bir fark. Aynı şeyi silikon ile yapmaya kalkarsanız cam gibi kırılır" diyor.

Silikon Vadisi yerine Grafen ya da Molibdenit Vadisi mi?

Elektronik sektöründe tam bir hakimiyeti olan silikona alternatif geliştirme girişimleri bir süredir gündemde.

Molibdenitin bu alanda en ciddi rakibi, yarıiletken bir tür karbon olan grafen.

En hızlı ve en ince iletken olarak tanımlanan grafen üzerinde yapılan çalışmalar geçen yıl iki uzmana Nobel ödülü getirdi.

Ancak İsviçreli uzmanlara göre molibenitin grafene göre daha avantajlı.

Grafenin işlenmesi için 70 Kelvin'e (-203.15 derece) dek soğutulması gerekiyor. Bu, nitrojeni sıvıya döndürebilecek kadar soğuk.

Bununla birlikte uzmanlar molibdenitin yaygın şekilde ticari kullanıma girebilmesinin 10 ile 20 yıl alabileceğini düşünüyor.