Arizona Üniversitesi Bilim İnsanları Dünyanın İlk Petahertz Hızında Transistör Atılımını Duyurdu

Arizona Üniversitesi, dünyanın ilk petahertz hızında çalışan transistörünün doğduğu yer olmaya aday. Başarılı olması halinde bu araştırma, inovasyonun hızını elektriğin değil, ışığın belirlediği yeni bir bilgi işlem çağının kapısını aralayabilir.

Bir grup bilim insanı, günümüzün en gelişmiş işlemcilerinden milyonlarca kat daha hızlı çalışabilecek bilgisayarların önünü açabilecek bir atılım gerçekleştirdi.

Arizona Üniversitesi ve uluslararası araştırma ortakları tarafından yürütülen çalışmanın merkezinde, grafen adlı, yalnızca bir atom kalınlığında olan malzemedeki elektron hareketinin ultra hızlı ışık darbeleriyle kontrol edilmesi yer alıyor.

Nature Communications dergisinde yayımlanan araştırma, elektronların bir trilyonda bir saniyeden daha kısa süreli lazer darbeleriyle, neredeyse anında engelleri aşmasının mümkün olduğunu ortaya koydu. Kuantum tünelleme olarak bilinen olgu uzun süredir fizikçilerin ilgisini çekiyordu. Ancak araştırma ekibinin bunu gerçek zamanlı gözlemleyip yönlendirmesi, bilimsel açıdan önemli bir dönüm noktası olarak değerlendiriliyor.

Arizona Üniversitesi fizik ve optik bilimler doçenti Mohammed Hassan, bu gelişmenin bilgi işlemde petahertz seviyesinde hızlara ulaşılmasını mümkün kılabileceğini belirtti. Hassan, “Bu hız sıçraması, yapay zekâdan uzay araştırmalarına, kimyadan sağlık hizmetlerine kadar birçok alanda dönüşüm yaratabilir.” dedi.

Hassan, daha önce dünyanın en hızlı elektron mikroskobunun geliştirilmesine liderlik etmişti. Arizona Üniversitesi, California Institute of Technology’ye bağlı Jet Propulsion Laboratory ve Münih Ludwig Maximilian Üniversitesi'nden araştırmacılarla birlikte çalışan Hassan’ın ilk hedefi, lazer ışığına maruz bırakılan grafenin elektrik iletkenliğini incelemekti. Genellikle grafenin simetrik yapısı, her iki yönde oluşan elektrik akımlarının birbirini nötrlemesi nedeniyle net bir akım oluşmasını engeller.

Ancak ekip, grafen örneklerini değiştirdikten sonra şaşırtıcı bir gözlem yaptı: Tek bir elektron, grafenden tünelleyerek geçebiliyor ve bu geçiş, gerçek zamanlı olarak kaydedilebiliyordu. Bu beklenmedik bulgu, araştırmanın derinleştirilmesine ve Hassan’ın “dünyanın en hızlı petahertz kuantum transistörü” olarak tanımladığı bileşenin geliştirilmesine yol açtı.

Bu sonuca ulaşmak için ekip, piyasada bulunan bir grafen fototransistörü özel bir silikon tabakasıyla geliştirerek, saniyede 638 attosaniye (bir attosaniye = bir kentilyonda bir saniye) hızında açılıp kapanan lazer darbelerine maruz bıraktı. Elde edilen sonuç, daha önce erişilemez kabul edilen petahertz hızında çalışabilen bir transistör oldu.

Çoğu bilimsel keşfin aksine, bu yeni transistör yalnızca kontrollü laboratuvar ortamlarında değil, günlük koşullarda da çalıştı. Söz konusu durum, teknolojinin ticari ürünlere entegre edilebilmesi açısından büyük bir avantaj olarak görülüyor.

Mohammed Hassan ve ekibi şu anda Tech Launch Arizona ile iş birliği içinde, bu buluşun patentlenmesi ve ticarileştirilmesi sürecini yürütüyor. Ekip, bir sonraki aşamada, transistörün standart, ticari lazerlerle çalışabilecek versiyonunu geliştirerek teknolojinin endüstriyel kullanımını daha erişilebilir hâle getirmeyi hedefliyor.

‍

‍

‍

‍

Kaynak:https://www.techspot.com/news/108050-university-arizona-scientists-unveil-breakthrough-petahertz-speed-transistor.html