Georgia Tech Üniversitesi araştırmacıları dünyanın grafenden yapılmış birinci fonksiyonel yarı iletkenini ürettiklerini açıkladı. Daha da değerlisi, araştırma grubu, epitaksiyel grafeninin geleneksel mikroelektronik sürece sistemleriyle uyumlu olduğunu, hasebiyle geliştirdikleri çipin gerçek bir silikon alternatifi olduğu sav ediyor. Üstelik bu yeni teknoloji gelecekte kuantum hesaplama için kullanılabilme potansiyeli taşıyor. Yarı iletken teknolojisindeki en büyük sıkıntılardan biri silikonun sonlarına ulaılmaya başlanması. Grafen, 2004’deki keşfinden bu yana daima harika malzeme olarak lanse ediliyor. Buna karşın, şimdi rastgele bir kıymetli yahut geniş çapta benimsenen teknolojik atılıma aracılık edemedi. Fakat Georgia Teknoloji Enstitüsü araştırmacıları, silisyum karbüre bağlı rafine epitaksiyel grafen ile kıymetli bir keşifte bulundu.
Bu noktaya gelmek için, Georgia Tech’te Fizik Profesörü olan Dr. Walter de Heer, Atlanta ve Çin’in Tianjin kentinde bulunan bir araştırmacı grubuna liderlik etti. Profesör 2000’li yılların başından beri 2 boyutlu grafen üzerinde çalışıyor.
Profesör de Heer, grafen ile ilgili şunları söylüyor: “Grafenin üç özel niteliği bizi motive etti. Grafen, çok yüksek akımları kaldırabilen ve bunu ısınmadan ve parçalanmadan yapabilen son derece sağlam bir gereç.” Bu üç özelliğe karşın, şimdiye kadar grafen bazlı materyallerde önemli bir yarı iletken özelliği yoktu. De Heer’in Çin’deki Tianjin Üniversitesi’ndeki Tianjin Memleketler arası Nanopartiküller ve Nanosistemler Merkezi’nin kurucu ortağı Dr. Lei Ma,“Grafen elektroniğinde uzun müddettir devam eden sorun, grafenin hakikat bant aralığına sahip olmaması ve hakikat oranda açılıp kapanamamasıdır. Yıllar boyunca pek çok kişi bunu çeşitli prosedürlerle çözmeye çalıştı. Teknolojimiz bant boşluğunu sağlıyor, bu, grafen bazlı elektroniklerin gerçekleştirilmesinde çok değerli bir adım.” dedi.
De Heer ve meslektaşları bunu, özel fırınlar kullanarak silisyum karbür levhalar üzerinde grafen yetiştirmeye yönelik bir metot icat ederek başardı. Sonuç olarak, silisyum karbürün kristal yüzüne yapışan tek bir katman olan epitaksiyel grafen oluştu. Araştırmacılar, kapsamlı testlerden sonra epitaksiyel grafenin kimyasal olarak silisyum karbüre bağlandığını ve yarı iletken özellikler gösterdiğini kanıtladı. Bilim insanları ayrıyeten gerecin iletkenliğini test etmek için doping ismi verilen bir teknik kullandı. Silikondan on kat daha fazla hareketliliğe sahip
Georgia Tech bloguna nazaran bu gereci mükemmelleştirmek on yıl sürdü. Artık testler, grafen bazlı yarı iletken materyalin silikondan on kat daha fazla hareketliliğe sahip olduğunu gösteriyor. Araştırma kuruluşunun blogu şöyle açıklıyor: “Başka bir deyişle, elektronlar çok düşük dirençle hareket ediyor, bu da elektronikte daha süratli süreç manasına geliyor.”
De Heer, yeni geliştirdikleri gereç hakkında şunları söylüyor: “Çakıllı bir yolda otomobil kullanmakla otoyolda otomobil kullanmak üzere. Daha verimli, fazla ısınmıyor ve elektronların daha süratli hareket edebilmesi için daha yüksek suratlara müsaade veriyor.”
Georgia Tech araştırma takımına nazaran silisyum karbüre bağlı epitaksiyel grafen, geliştirilmekte olan öbür 2 boyutlu yarı iletkenlerden çok daha üstün. Profesör de Heer, bu atılımı “Wright kardeşler anı” olarak nitelendirdi. Birebir vakitte materyalin, elektronların kuantum mekanik dalga özellikleriyle uyumluluğunun altını çizdi. Bu da kuantum hesaplamada gelecekteki ilerlemeler için yararlı olabileceği manasına geliyor.
