Araştırmacılar, Kuantum Malzemeyle Yongaları Hızlandırıyor

Araştırmacılar, 1T-TaS₂ adlı katmanlı bir kuantum malzemenin sıcaklığını kontrollü biçimde değiştirerek, onu anında bir yalıtkan ile iletken durum arasında geçiş yapabilir hale getirdi. Bu geçiş, bilgisayar çiplerinde elektrik akışını açıp kapayan (Yani 1 ve 0’lardan oluşan dijital dilin kökeni) transistörlerin temel işlevine benziyor.

Çalışmanın başındaki Northeastern Üniversitesi’nden fizikçi Gregory Fiete, “Bir cihazı kullanan herkes bir noktada, ‘keşke daha hızlı açılsa’ diye düşünmüştür. Işıktan hızlı hiçbir şey yok. Biz de ışığı kullanarak maddenin özelliklerini fizik kurallarının izin verdiği en yüksek hızda kontrol ediyoruz,” dedi. 

YENİ NESİL YONGALAR İÇİN DEV ADIM

Elektronik cihazlarda iletken ve yalıtkan malzemeler birlikte çalışmak zorunda. Fakat bu teknoloji, tek bir malzemenin ışıkla yönlendirilerek iki işlevi birden görebilmesini sağlıyor. Bu da hem çipleri küçültmeyi hem de hızlarını büyük oranda artırmayı mümkün kılıyor.

“Termal şoklama” adı verilen bu yeni yöntemde, 1T-TaS₂ daha önce de iletken-yalıtkan geçişleriyle dikkat çekmişti. Ancak bu geçişler yalnızca saniyeler sürüyor ve aşırı soğuk (kriyojenik) ortamlar gerektiriyordu. Yeni çalışmada ise bu geçiş aylar boyunca sürdürülebilir hale getirildi ve oda sıcaklığına daha yakın koşullarda başarıldı.

Başarı, doğru zamanlama ve dikkatli ısıtma-soğutma yöntemlerine dayanıyor. Fiete’ye göre, “Büyük hedef, maddelerin özelliklerini isteğe göre ve çok hızlı biçimde kontrol edebilmek. Böylece bu malzemeleri cihazlara entegre edebiliriz.” 

SİLİKONUN SONU MU GELİYOR?

Yıllardır elektronik dünyasına yön veren silikon temelli çiplerin fiziksel sınırlarına yaklaşıyoruz. Üreticiler artık daha hızlı ve verimli bileşenler için yeni alternatifler arıyor. Bu da kuantum malzemeleri ve devrimsel nitelikteki yeni üretim yöntemlerini ön plana çıkarıyor.

“Depolama kapasitesini artırmak veya cihazların hızını katlamak için artık yeni bir paradigma şart,” diyen Fiete’ye göre kuantum bilgisayarlar bu yollardan biri, ama malzeme bilimindeki bu tür yenilikler de büyük bir potansiyel taşıyor.