Bundan birkaç yıl önce yine MIT (Massachusetts Teknoloji Enstitüsü) araştırmacıları tarafından ultra ince ferroelektrik malzeme ya da pozitif ve negatif yüklerin farklı katmanlara ayrıldığı bir malzeme geliştirilmişti. Şimdi ise aynı ekip tarafından bu malzeme kullanılarak yeni bir transistör inşa edildi. Araştırmacılar elektronik endüstrisinde köklü bir değişim yapabileceğine dikkat çekiyor. Çalışmayı yürüten araştırmacılardan birisi olan fizik profesörü Raymond Ashoori, yaptığı açıklamada “Fizikteki tüm kariyerimi düşündüğümde, bundan 10 ila 20 yıl sonra dünyayı değiştirebileceğini düşündüğüm çalışma bu.” diyor. Ekip, sonuçlarının laboratuvardaki tek bir transistöre dayanmasına rağmen, bugün üretilen ferroelektrik transistörleri çeşitli yönlerden geride bırakabildiğini belirtiliyor.
Öte yandan transistörün üstün özellikleri arasında pozitif ve negatif yükler arasında çok yüksek hızlarda, nanosaniye zaman ölçeklerinde geçiş yapabilmesi bulunuyor. Bununla birlikte yeni transistörün son derece dayanıklı olduğu ve 100 milyar anahtarlamadan sonra bile herhangi bir bozulma göstermediği bildiriliyor.
Bunları mümkün kılan malzeme ise metrenin milyarda biri kalınlığında, yani dünyadaki türünün en incelerinden biri. Bu da çok daha yoğun bir depolamayı mümkün kılıyor. Malzeme enerji verimliliği tarafında da avantajı. Zira anahtarlama için gereken voltaj malzeme kalınlığı ile doğru orantılıdır. İncelik artarsa enerji tüketimi de düşme eğilimi göstermekte.
MIT ne yaptı?
Ferroelektrik malzemelerde, pozitif ve negatif yükler kendiliğinden farklı taraflara veya kutuplara yönelme eğilimindedir. Harici bir elektrik alanı uygulandığında, bu yükler kutuplaşmayı tersine çevirerek taraf değiştirir. Polarizasyonun değiştirilmesi dijital bilgiyi kodlamak için kullanılabilir. Ayrıca bilgi, sabit bir şekilde bu malzemelerde korunabiliyor ve bir elektrik alanı uygulanmadığı sürece değiştirilemiyor. Ancak tüm bunların oda sıcaklığında gerçekleşmesi gerekiyor ki aşılması gereken bir konu da bu. MIT ekibinin geliştirdiği ferroelektrik malzeme, birbirine paralel olarak istiflenmiş atomik olarak ince bor nitrür tabakalarına dayanıyor. Bu yapıya elektrik alanı uygulandığında bor ve nitrojen atomlarının konumları sanki birbirlerinin üstünden kayarak hafifçe yer değiştiriyor. Bu süreçte ise herhangi bir bozulma yaşanmıyor ve 100 milyar kez değişim uygulanabiliyor. Bilindiği üzere geleneksel flash belleklerde bilgiyi her yazıp sildiğinde bir miktar bozulma yaşanıyor. Bunun önüne geçmek ve etrafından dolaşmak için karmaşık yöntemler kullanılıyor. Yeni malzeme bunları elimine ediyor.
Görünüşte sınırsız potansiyeline rağmen, teknolojinin yaygın olarak benimsenebilmesi için çözülmesi gereken bazı zorluklar bulunuyor. Bunlardan birisi üretim. Ekip, testleri ve çalışmayı gerçekleştirmek için sadece tek bir transistör üretti. Araştırma ekibi ayrıca ferroelektriği optik atımlar gibi alternatif yöntemlerle tetiklemeyi ve diğer olasılıkların yanı sıra malzemenin anahtarlama yeteneklerinin sınırlarını test etmeyi de araştırıyor.