Bilim insanları, elektronik bilgileri depolamak için kullanılabilen, yalnızca 2 atom kalınlığında dünyanın en ince elektronik cihazını ürettiler.
Dünyanın en ince elektronik cihazı, tekrarlayan altıgen bir yapıda düzenlenmiş biri bor, diğeri azottan oluşan iki katmandan oluşuyor. Kuantum tünelleme adı verilen garip bir kuantum mekaniksel etkiden yararlanarak, bor ve nitrojen atomlarından gelen elektronlar, iki katman arasındaki boşluktan geçerek cihazın durumunu değiştiriyor ve dijital bilgileri kodlamasına izin veriyor.
Dünyanın En İnce Elektronik Cihazı
 |
| Küçük cihaz, bilgisayarları mevcut fiziksel sınırlamaların ötesine küçültme potansiyeline sahiptir. |
Bu, mevcut son teknoloji bilgi işlem cihazlarının çalışma şekline benzer. Bilgisayarların kalpleri, her biri birden fazla 100 atom katmanında yığılmış kabaca bir milyon atomdan oluşan birçok küçük kristal içerir. Bilgisayarlar, elektronları katmanlar arasındaki boşluklar arasında kaydırarak, temel dijital bilgi birimi olan bit'in temelini oluşturan iki ikili durum (0 ve 1) arasında geçiş yapabilir.
Tel Aviv Üniversitesi'nden bir fizikçi ve yeni teknolojiyi geliştiren çalışmanın ortak yazarı Moshe Ben Shalom, "Doğal üç boyutlu haliyle, bu malzeme (kristal) birbiri üzerine yerleştirilmiş çok sayıda katmandan oluşuyor ve her katman komşularına göre 180 derece döndürülüyor. Laboratuvarda, katmanları, aralarındaki güçlü itme kuvvetine rağmen (aynı yüklerinden kaynaklanan) varsayımsal olarak aynı türden atomları mükemmel bir örtüşme içine yerleştiren, dönme olmadan paralel bir konfigürasyonda yapay olarak istifleyebildik” dedi.
Kuantum tünelleme, parçacıkların (bu durumda elektronların) görünüşte geçilmez engellerden geçmesine izin verir. Bunun nedeni, kuantum fiziğinde parçacıkların aynı anda hem dalgalar hem de parçacıklar olarak var olmasıdır; bu dalgalar, belirli bir uzayda (alanda) var olan parçacığın öngörülen (tahmini) olasılıklarıdır. Denizde bir bariyere karşı çarpan bir dalganın diğer tarafa yayılan daha küçük bir dalgaya yol açması gibi, dalgalar olarak var olan parçacıkların da bir bariyerin diğer tarafında var olma olasılığı vardır.
Elektronların cihazın bor ve azot katmanları arasında sıçramasına izin veren bu yetenektir.
Gerçekte ekip, iki katmanın mükemmel bir şekilde hizalanmadığını, bunun yerine her katmanın zıt yüklerinin üst üste gelmesi için merkezden hafifçe kaymayı tercih ettiğini söyledi. Bu, serbest elektronların (negatif yüklü) bir katmana ve pozitif yüklü atom çekirdeğinin diğerine doğru hareket etmesine neden olarak, cihazın içinde az miktarda elektronik polarizasyon (bir taraf pozitif yüklü ve diğer negatif yüklü) oluşturur. Bir katmanın diğeriyle ilişkisini ayarlayarak, polarizasyon tersine çevrilebilir - cihazı bir ikili durumdan diğerine değiştirerek bununla birlikte depolanan bilgiyi de değiştirir.
Araştırmacılar, teknolojinin boyutunu sadece iki atom katmanına indirdiler ve elektron hareketini hızlandırabildiler. Daha hızlı elektron hareketi, gelecekteki cihazları daha hızlı, daha az yoğun, daha enerjik ve daha verimli hale getirebilir.
20.yüzyılın sonlarında ve 21. yüzyılın başlarında bilgi işlemin yükselişi boyunca, bilgisayar işlem gücünün büyümesi, bir çipe sığabilecek transistörlerin sayısının her iki yılda bir iki katına çıktığını ve performansta eşlik eden bir artış olduğunu söyleyen Moore Yasası tarafından tanımlandı. Ancak çip üreticileri, transistörlerin ne kadar küçük olabileceğine dair temel fiziksel sınırlara ulaştıkça, bu eğilim yavaşlıyor. Araştırmacılar, yeni cihazın tasarımına dayanan elektronik çiplerin bu yavaşlamayı değiştirebileceğini umuyorlar.
Tel Aviv Üniversitesi'nde doktora adayı olan baş yazar Maayan Vizner Stern, "Minyatürleştirmenin ve kaydırmanın (cihazın polarizasyonu) bugünün elektronik cihazlarını geliştireceğini ve ayrıca gelecekteki cihazlardaki bilgileri kontrol etmenin diğer orijinal yollarına izin vereceğini umuyoruz" dedi.
Araştırmacılar bulgularını 25 Haziran'da Science dergisinde yayınladılar.
Haberleri kaçırmamak için bizi Twitter, Facebook ve Flipboard'da takip edebilirsiniz.