1000 kat daha hızlı çalışan grafen bilgisayarlar geliyor

DİDEM ERYAR ÜNLÜ

Northwestern University, The University of Texas at Dallas, University of Illinois at Urbana-Champaign ve University of Central Florida (UCF) üniversitelerinden araştırmacılar, son derece farklı bir transistör geliştirmek amacıyla bir süredir ortak çalışmalar gerçekleştiriyorlar.
Silikon kullanmak yerine, 2004 yılında keşfedilen grafen malzemesine odaklanan araştırmacılar, bu çalışmalar sonucunda, mevcut bilgisayarlardan 1000 kat daha hızlı çalışan ve çok daha az enerji tüketen bir bilgisayar geliştirdiler.

Grafen, geleceğin teknolojisini şekillendirecek bir malzeme olarak değerlendiriliyor. Bilinen en sağlam, en ince ve en yumuşak malzeme olan grafen, bal peteği şeklinde konumlanan karbon atomlarından oluşuyor.

Grafenin önemli özelliklerinden biri, ısıyı bakırdan 10 kat daha iyi iletiyor olması. Grafen oda ısısında bile, elektriği slikona kıyasla 250 kat daha iyi, diğer tüm malzemelere oranla ise çok daha hızlı bir şekilde iletebiliyor.

UCF Üniversitesi’nden Doç. Dr. Ryan Gelfand, “Teknolojiyi ileri götürmek istiyorsak, daha hızlı bilgisayarlara ihtiyacımız var. Bu bilgisayarların, uzayın keşfi veya küresel ısınma ile ilgili daha iyi ve daha büyük simülasyonları çalıştırabilmeleri gerekiyor. Bunu başarabilmek için bundan sonra silikon transistörlere güvenemeyiz” yorumlarını yapıyor.

Hız sınırını ortadan kaldırıyor

Silikon transistör kullanarak geliştirilen mikroişlemciler, 2005 yılından bu yana 3 ila 4 gigaherz işlem hızının ötesine geçemediler. Bu transistörlerin algılayabildiği sinyal ve enerji oranının bir sınırı var. Bu sınır, silikonun dayanıklılığı ile ilgili bir konu. Grafen ise bu sınırları ortadan kaldıracak bir malzeme olarak ön plana çıkıyor.

Grafen işlemciler sayesinde işlemcilerin içindeki transistörleri küçültmek yerine, mevcut transistörleri daha hızlı çalışacak şekilde tasarlamak mümkün olacak. Grafenin silikona karşı en önemli avantajlarından biri dayanıklılığı. Bugünkü silikon çipler 9 GHz hıza ulaşıldığında yanmaya başlayacaklar.

Grafen ise 500 GHz hıza kadar, ısı sorunu yaşamadan çalışabiliyor. Bu da onu, silikonun en önemli varisi yapıyor. IBM ve Samsung gibi markalar da grafen üzerinde testler yapmaya çoktan başladılar bile...

Çelikten sağlam, plastikten esnek

• Çelikten 200 kat daha sağlam: Amerikan Kimya Derneği’ne göre bu sağlamlık karbon atomlarının iki boyutlu düzenlenmesinden kaynaklanıyor.

• Plastik kadar esnek: Grafen, yüzde 20 oranında esneyebiliyor. Bu özelliği sayesinde, grafen transistörleri elektronik cihazlarla beraber giyilebilir cihazlarda da deneniyor.

• Suya ve gaza dayanıklı: Grafenin suya dayanıklı olması yeni nesil suya dayanıklı cihazların geliştirilmesini sağlıyor. Gaz geçirmez özelliği ise gazların ayrıştırılması açısından avantaj sağlıyor.

• Isı ve elektrik iletken: Grafen ısı ve elektriği verimli bir şekilde iletebiliyor. Bu sayede, elektronik, biyoelektronik ortamda kullanılabilecek.

• Hafif ve ince: Hem ince hem hafifi hem de şeff af olan grafen, akıllı cihazların son derece ince olmasını sağlıyor.

• Uzun pil ömrü: Grafen cihazların ne kadar süre kullanılabildiğini de etkiliyor. Northwestern Üniversitesi araştırmacılarının grafen ve silikondan oluşan bir pil üzerinde yaptıkları çalışmaya göre, 15 dakikalık bir şarj bir hafta kullanılabiliyor.

Işık, grafenle harekete dönüşüyor

New Scientist’in raporuna göre “Grafenin saymakla bitmeyen inanılmaz özelliklerinden biri de ışığı harekete çevirebilmesi.” Raporda yer alan bilgiler şöyle: Araştırmacılar lazerle grafen oksitten yapılmış bir süngeri keserken, süngerin hareket ettiğini fark ediyorlar. Deneyi vakumlu ortamda tekrarlıyorlar ve sünger 40 cm hareket ediyor. Güneş ışığını mercek yardımı ile sünger üzerine odaklayarak deneyi yineleyen araştırmacılar, yine aynı sonuca ulaşıyorlar. Böylece, nedenini tam olarak açıklayamasalar da ışığın grafenle harekete dönüştüğünü tespit ediyorlar.