Günümüz kurallarında yarı iletken alanının en kritik bileşeni hiç elbet ki silikondur. Lakin bir müddettir silikona bir alternatif geliştirilmesi için ummalı çalışmalar yürütülüyor. Bu bağlamda bilim insanları “süper atomik” bir materyalin şimdiye kadarki en süratli ve en verimli yarı iletken olduğunu, tıpkı vakitte enerjiyi silikondan çok daha süratli taşıyabildiğini keşfettiler. Elektronik aygıtların kalbi olan yarı iletkenler için silisyum şu anda değer biçilemez pahaya sahip. Bu materyaller transistörlerin ve entegre devrelerin temelinde yatmakta ve akıllı telefonlardan muhteşem bilgisayarlara kadar her şeyin altyapısını oluşturmakta. Columbia Üniversitesi’ndeki bilim insanları, geri kalan her şeyden daha yeterli performans gösteren yeni bir yarı iletken materyal buldular. Re6Se8Cl2 olarak bilinen gereç renyum, selenyum ve klor karışımından oluşuyor ve atomları bir ortaya gelerek büyük bir atom, bir “süper atom” üzere davranıyor. Suratını da buradan alıyor.
Silikondan çok daha süratli bir tahlil keşfedildi
Rastgele bir gereçte atomik yapı, elektronlar yahut eksitonlar üzere güç taşıyan parçacıkları dağıtabilen fonon ismi verilen kuantum parçacıkları olarak hareket eden küçük titreşimler yayar. Bu enerji, ısı olarak süratle kaybolur ve onu yönetmek elektronik çiplerin ve sistemlerin dizaynında daima karşılaşılan temel bir meseledir. Ancak keşfedilen Re6Se8Cl2‘nin küçük bir numarası var. Eksitonları, fononlar tarafından vurulduklarında dağılmıyor, aslında onlara bağlanıyor ve akustik eksiton-polaronlar ismi verilen başka bir form oluşturuyor. Bunlar hala güç taşıyabilmekle birlikte, olağan eksitonlardan çok daha yavaş hareket ediyorlar. En nihayetinde ise enteresan bir formda bu, silikondan daha yüksek suratlara yol açıyor.
Kaplumbağa ve tavşan hikayesi
Üstteki tabirler tahminen çok teknik gelmiş olabilir. Bu yüzden süreç için bir analoji yapmamız isabetli olacaktır. Muhtemelen hepimiz hayatımızda en azından bir kere kaplumbağa ve tavşanın o ikonik öyküsünü dinlemişizdir. İkisi ortasındaki yarışı beklenmedik bir halde nasıl kaplumbağa kazanıyorsa keşfedilen yarı iletken tarafında da durum hayli misal. Şöyle ki, elektronlar silikon üzerinde inanılmaz süratlerde hareket edebilirler anlar bunlar tavşan üzere olur olmadık yerlere sıçrama eğilimi taşıyorlar. Haliyle bu seyahat, ülkü seyahat çeşidi değil. Öte yandan Re6Se8Cl2’deki elektronlar kaplumbağa üzere ilerliyorlar, sağa sola sıçramıyor, fononlardan etkilenmiyor ve nihayetinde vakit içinde daha uzağa, daha dengeli bir biçimde ilerliyorlar.
Yukarıda söylediklerimizin ışığında araştırma grubu, bu gereç kullanılarak yapılan elektronik aygıtların mevcut olanlardan altı kat daha hızlı olabileceğini varsayım ediyor. Fakat Re6Se8Cl2 için yolun şimdi çok başındayız ve çoğu şey teorik seviyede kalıyor. Araştırmanın muharrirlerinden Milan Delor, “Re6Se8Cl2, güç nakli açısından, en azından şu ana kadar bildiğimiz en güzel yarı iletken” dedi.
Belki Re6Se8Cl2 olarak isimlendirilen malzemeyi hiçbir vakit görmeyeceğiz lakin araştırma grubu, benzeri davranışlar sergileyebilecek daha erişilebilir ve daha ucuz gereçlerin bulunabileceğine inanıyor.
