• Minnesota Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, yeni nesil yüksek güçlü elektronik cihazları daha hızlı, şeffaf ve daha verimli hale getirmede önemli bir rol oynayacak yeni bir malzeme geliştirdi.

Science Advances dergisinde yayınlanan araştırma, dijital teknolojilerin gelişmesiyle büyümesi beklenen trilyon dolarlık küresel bir endüstri için kritik öneme sahip yarı iletken tasarımında önemli bir ilerlemeyi temsil ediyor.

Yarı iletkenler, akıllı telefonlardan tıbbi cihazlara kadar neredeyse tüm elektronik cihazlara güç sağlıyor. Bu teknolojileri geliştirmenin anahtarı, bilim insanlarının “ultra geniş bant aralıklı” malzemeler olarak adlandırdığı malzemeleri geliştirmekte yatıyor. Bu malzemeler, aşırı koşullar altında bile elektriği verimli bir şekilde iletebilir. Ultra geniş bant aralıklı yarı iletkenler, yüksek sıcaklıklarda yüksek performans sağlar ve bu da onları daha dayanıklı ve sağlam elektronik cihazlar için olmazsa olmaz hale getirir.

Yeni malzeme neler sunuyor?

Bu makalede, araştırmacılar hem şeffaflığı hem de iletkenliği artıran, artırılmış “bant aralığına” sahip yeni bir malzeme sınıfı oluşturmaya odaklandılar. Bu benzersiz başarı, bilgisayarlarda, akıllı telefonlarda ve potansiyel olarak kuantum hesaplamada çığır açan gelişmelere yol açabilecek daha hızlı, daha verimli cihazların geliştirilmesini destekliyor.

Yeni malzeme, şeffaflıktan ödün vermeden iletkenliği artıran özel bir ince katmanlı yapı ile oluşturulmuş şeffaf bir iletken oksit. Teknoloji ve yapay zeka uygulamaları sürekli olarak daha yetenekli malzemeler gerektirdiğinden, bu çığır açan gelişme umut verici bir çözüm sunuyor.

“Oyunun kurallarını değiştiren bir gelişme”

Minnesota Üniversitesi Kimya Mühendisliği ve Malzeme Bilimi Bölümü’nde Shell Başkanı ve Profesör olan Bharat Jalan, “Bu buluş, şeffaf iletken malzemeler için oyunun kurallarını değiştiriyor ve yıllardır derin ultraviyole cihaz performansını geride tutan sınırlamaların üstesinden gelmemizi sağlıyor” dedi.

Jalan, çalışmanın sadece derin ultraviyole spektrumunda eşi görülmemiş bir şeffaflık ve iletkenlik kombinasyonunu göstermekle kalmayıp aynı zamanda en zorlu ortamlarda çalışabilen yüksek güçlü ve optoelektronik cihazlarda yeniliklere de yol açtığını açıkladı.

“Mükemmelliğine inanamadık”

Jalan’ın laboratuvarında çalışan kimya mühendisliği ve malzeme bilimi doktora öğrencileri olan çalışmanın ilk ortak yazarları Fengdeng Liu ve Zhifei Yang, malzemenin özelliklerinin bu elektronik uygulamalar için inanılamayacak kadar mükemmel olduğunu kanıtladıklarını söyledi. Performansını artırmak için birden fazla deney yaptılar ve malzemede kusurları ortadan kaldırdılar.

Makalenin kıdemli yazarı ve Minnesota Üniversitesi Kimya Mühendisliği ve Malzeme Bilimi Bölümü’nde Ray D. ve Mary T. Johnson Başkanı ve Profesörü olan Andre Mkhoyan, “Ayrıntılı elektron mikroskobu sayesinde, bu malzemenin belirgin kusurlar olmadan temiz olduğunu gördük ve bu da oksit bazlı perovskitlerin kusurlar kontrol edilirse yarı iletkenler olarak ne kadar güçlü olabileceğini ortaya koydu” dedi.

Derleyen: Enis Yabar