Küresel elektronik endüstrisinin belkemiği olan silikon (Si) tabanlı yarı iletkenler, cihazların giderek küçülmesi ve sıkışmasıyla birlikte ısınma ve performans sınırlarına dayandı. Bu darboğazı aşmak isteyen bilim dünyası, 1950'lerin teknolojisi olan Germanyum'u (Ge) modern üretim süreçlerine entegre etmenin yolunu buldu. Warwick Üniversitesi ile Kanada Ulusal Araştırma Konseyi'nin ortak yürüttüğü çalışmada, standart silikon teknolojisiyle uyumlu bir malzemede şimdiye kadar gözlemlenen en yüksek "delik hareketliliğine" ulaşıldı.
SİLİKONDAN MİLYONLARCA KAT DAHA HIZLI
Materials Today dergisinde yayımlanan araştırmaya göre, Warwick Üniversitesi'nden Dr. Maksym Myronov liderliğindeki ekip, silikon üzerine sıkıştırılarak büyütülen, nanometre kalınlığında özel bir germanyum tabakası geliştirdi. ‘Sıkıştırılmış gerginliğe sahip germanyum-silikon’ (cs-GoS) olarak adlandırılan bu malzeme, elektrik yükünün neredeyse dirençsiz akmasını sağlıyor.
Yapılan testlerde malzeme, volt-saniye başına 7,15 milyon cm²'lik rekor bir delik hareketliliği sergiledi. Endüstriyel silikondaki oranın volt-saniye başına yaklaşık 450 cm² olduğu düşünüldüğünde, yeni malzemenin elektrik yükünü silikondan çok daha hızlı ve kolay ilettiği görülüyor. Bu gelişme, gelecekteki çiplerin çok daha hızlı çalışmasına ve daha az enerji tüketmesine olanak tanıyacak.
MALİYET AVANTAJI VE ENDÜSTRİYEL UYUM
Warwick Üniversitesi Yarıiletkenler Araştırma Grubu Başkanı Doçent Maksym Myronov, geliştirdikleri malzemenin endüstriyel ölçeklenebilirliğine dikkat çekti. Galyum arsenit (GaAs) gibi alternatiflerin yüksek maliyetli ve mevcut silikon üretimine entegrasyonunun imkansız olduğunu belirten Myronov, ‘Yeni cs-GoS kuantum malzememiz, dünya lideri hareketliliği endüstriyel ölçeklenebilirlikle birleştiriyor. Bu, pratik kuantum ve klasik büyük ölçekli entegre devrelere geçişte hayati bir adımdır’ ifadelerini kullandı.
VERİ MERKEZLERİ VE YAPAY ZEKA İÇİN ÇÖZÜM
Kanada Ulusal Araştırma Konseyi'nden Dr. Sergei Studenikin ise buluşun, küresel elektronik endüstrisinin kalbinde yer alan IV. grup yarı iletkenlerde yeni bir standart belirlediğini vurguladı. Mevcut silikon teknolojisiyle tam uyumlu olan bu malzeme; kuantum bilgi işleme, spin kübitleri, kuantum işlemciler için kriyojenik denetleyiciler ve yapay zeka donanımları gibi yüksek performans gerektiren alanlarda kullanılacak. Ayrıca, veri merkezlerinin en büyük gider kalemlerinden olan enerji ve soğutma taleplerinin düşürülmesinde de kritik rol oynaması bekleniyor.
