Gelecek nesil işlemcileri durdurabilecek "atomik boşluk" keşfedildi

Bilgisayar çiplerinin geleceğini tehdit eden kritik bir engel keşfedildi. Viyana Teknoloji Üniversitesi (TU Wien) araştırmacıları, ultra küçük çiplerin üretiminde kullanılan iki boyutlu (2D) malzemelerin, yalıtkan katmanlarla birleştirildiğinde beklenmedik bir performans kaybı yaşadığını ortaya koydu. Bu sorunun temelinde, atomik ölçekte oluşan ve gözle görülmesi imkansız olan küçük bir boşluğun yattığı belirtiliyor.

Gelecek nesil elektronik cihazların küçültülmesinde kilit rol oynayacağı düşünülen grafen ve molibden disülfür gibi 2D malzemeler, teoride üstün iletkenlik özelliklerine sahip olsalar da, gerçek dünya uygulamalarında bu avantajlarını yitiriyorlar. Araştırmacılar, bu malzemelerin üzerine yalıtkan bir oksit katmanı eklendiğinde, iki yüzey arasında kaçınılmaz bir atomik boşluk oluştuğunu ve bu boşluğun çiplerin elektronik performansını ciddi oranda düşürdüğünü tespit etti.

TU Wien Mikroelektronik Enstitüsü'nden Prof. Mahdi Pourfath ve Prof. Tibor Grasser liderliğindeki ekip, bu durumun yarı iletken endüstrisi için milyarlarca dolarlık yanlış yatırımlara yol açabileceği konusunda uyarıyor. Modern transistörlerin çalışma prensibi, bir yarı iletkenin iletken ve yalıtkan durumları arasında geçiş yapmasına dayanıyor. Ancak 2D malzemeler ile yalıtkan katmanlar arasındaki bu istenmeyen boşluk, cihazın anahtarlama verimliliğini bozarak minyatürleşmenin önünde fiziksel bir bariyer oluşturuyor.

Araştırmacılar, bu fiziksel engeli aşmak için atomik düzeyde birbirine daha sıkı kilitlenen "fermuar malzemeler" (zipper materials) üzerinde çalışıyor. Bu yeni yaklaşımın, 2D malzemelerin yalıtkan katmanlarla olan uyumunu artırarak, çiplerin daha da küçültülmesine ve performans sınırlarının aşılmasına olanak tanıyabileceği öngörülüyor.