Berkeley’deki California Üniversitesi’nden kimyager ve fizikçilerden oluşan bir ekip, tamamen karbondan yapılmış metal tel yaratmayı başardılar. Bu teller, karbon bazlı transistörler ve tabii ki bilgisayarlar oluşturmak için yapılan araştırmalar açısından önemli bir faz oldu.
Silikon yerine karbon bazlı transistörlerin potansiyel olarak bilgisayarların hızını artırabileceği ve güç tüketimini bin kattan fazla azaltabileceği –yani cep telefonlarını örneklersek aylarca şarj edilmesi gerekmeyen cep telefonları olabileceği – düşünülüyor. Araştırmalar uzun zamandır sürüyor.
Metal teller, elektriği cihazdan cihaza taşır ve bilgisayarların yapı taşları olan transistörler içindeki yarı iletken elemanları birbirine bağlar.
UC Berkeley grubu, grafen nanoribonlardan yarı iletkenlerin ve yalıtkanların nasıl yapılacağı üzerine çalışıyor; bunlar dar, tek boyutlu atom kalınlığında grafen şeritleri, tamamen karbon atomlarından oluşan bir yapı, birbirine bağlı altıgen bir düzende düzenlenmiş.
Yeni karbon bazlı metal aynı zamanda bir grafen nanoribbon. Ancak tüm karbon transistörlerdeki yarı iletken nanoribbonlar arasında elektronları iletmeye yönelik bir gözle tasarlanmış. Metalik nanoribbonlar daha küçük özdeş yapı taşlarından bir araya getirilerek inşa edilmiş. Her yapı bloğu, nanoribbon boyunca serbestçe akabilen bir elektrona katkıda bulunuyor.
Diğer karbon bazlı malzemeler – genişletilmiş 2B grafen levhaları ve karbon nanotüpler gibi – metalik olabilse de, sorunları var. Örneğin, 2 boyutlu bir grafeni nanometre ölçekli şeritlere yeniden şekillendirmek, onları kendiliğinden yarı iletkenlere ve hatta yalıtkanlara dönüştürür. Mükemmel iletkenler olan karbon nanotüpler, büyük miktarlarda nanoribonlarla aynı hassasiyet ve tekrarlanabilirlikle hazırlanamaz.
Topoloji Değişecek mi?
Silikon tabanlı entegre devreler, on yıllardır Moore Yasasına uygun şekilde artan hız ve performansla bilgisayarları oluşturdular. Ancak artık hız sınırlarına – yani sıfırlar ve birler arasında ne kadar hızlı geçiş yapabileceklerine ulaştılar. Güç tüketimini azaltmak da zorlaşıyor; bilgisayarlar halihazırda dünya enerji üretiminin önemli bir bölümünü oluşturuyor. İşte karbon bazlı bilgisayarların önemi de burada yatıyor. Potansiyel olarak silikon bilgisayarlardan çok daha hızlı çalışacağı ve daha az enerji tüketeceği öngörülüyor.
Saf karbon olan grafen, bu yeni nesil, karbon tabanlı bilgisayarlar için önemli bir aday. Bununla birlikte, dar grafen şeritleri öncelikle yarı iletkendir ve asıl zorluk, tamamen karbondan transistörler ve işlemciler oluşturmak için bunların aynı zamanda yalıtkanlar ve metaller – sırasıyla tamamen iletken olmayan ve tamamen iletken – aşırı uçlar olarak çalışmasını sağlamak olarak veriliyor.
[1] Inducing metallicity in graphene nanoribbons via zero-mode superlattices
Kaynak : 