Tüketici elektroniğinden büyük veriye, beyinden ilham alan hesaplamaya kadar her şey için daha hızlı, daha küçük, daha akıllı ve daha enerji tasarruflu çipler yolda. Austin’de bulunan Texas Üniversitesi’ndeki mühendislerin şimdiye kadarki en küçük bellek cihazını üretmişler. Ayrıca bu süreçte bu küçük cihazlar için yoğun bellek depolama kapasitesinin kilidini açan fizik dinamiğini de çözmüşler.
Yakın zamanda Nature Nanotechnology’de yayınlanan araştırma, araştırmacıların o zamanlar en ince hafıza depolama cihazını yaptığı iki yıl önceki bir keşfe dayanıyor. Bu yeni çalışmada, araştırmacılar boyutu daha da küçülttüler ve kesit alanını tek bir nanometre kareye indirdiler.
Bu cihazlara yoğun bellek depolama kapasitesini yerleştiren fiziği ele almak, onları daha çok küçültme yeteneğini sağladı. Malzemedeki kusurlar veya delikler yüksek yoğunluklu hafıza depolama kapasitesinin kilidini açmanın anahtarıdır.
Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Bölümü profesörü Deji Akinwande,
“Tek bir ilave metal atom o nano ölçekli deliğe girip onu doldurduğunda, iletkenliğinin bir kısmını malzemeye aktarır ve bu da bir değişiklik veya hafıza etkisine yol açar.” dedi.
Araştırmacılar çalışmalarında birincil nanomateryal olarak MoS2 olarak da bilinen molibdenum disülfidi kullansalar da, buluşun yüzlerce atomik özellikle ilgili olarak ince malzemeler için geçerli olabileceğini düşünüyorlar.
Daha küçük çipler ve bileşen üretme yarışı tamamen güç ve uygunluk ile ilgilidir.
Daha küçük işlemcilerle daha kompakt bilgisayarlar ve telefonlar yapabilirsiniz. Fakat çipleri küçültmek aynı zamanda enerji taleplerini azaltır ve kapasiteyi arttırır. Bu da daha az güç harcayan daha hızlı, daha akıllı cihazlar anlamına gelir.
Pani Varanasi, araştırmayı finanse eden ABD Ordusu Araştırma Ofisi program müdürü,
“Bu çalışmada elde edilen sonuçlar ultra yoğun depolama, nöromorfik hesaplama sistemleri, radyo frekansı iletişim sistemleri ve daha fazlası gibi Savunma Bakanlığı’nın ilgisini çeken gelecek nesil uygulamaların geliştirilmesinin yolunu açıyor.” dedi.
Araştırma ekibi tarafından “atomristor” olarak isim verilen orijinal cihaz o zamanlar tek bir atomik kalınlık katmanı ile kaydedilen en ince bellek depolama cihazıydı. Ancak bir bellek aygıtını küçültmek yalnızca onu inceltmekle değil aynı zamanda ona daha küçük bir kesit alanı oluşturmakla da ilgilidir.
Akinwande, “Ölçeklendirme için bilimsel kutsal kase tek bir atomun hafıza fonksiyonunu kontrol ettiği bir seviyeye iniyor. Ve bu, yeni çalışmada başarıyla tamamladığımız şey.” dedi.
Akinwande’nin cihazı orta kısımda kapı olarak bilinen üçüncü bir terminale ihtiyaç duymadan iki terminali arasındaki direnci değiştirebilme özelliğine sahip elektrik bileşenleri etrafında merkezlenmiş, popüler bir bellek araştırma alanı olan memristörler kategorisine giriyor. Bu, günümüzün bellek cihazlarından daha küçük olabilecekleri ve daha fazla depolama kapasitesine sahip olabilecekleri anlamına gelir.
Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı’ndaki gelişmiş tesisler kullanılarak geliştirilen memristor’un bu versiyonu, santimetre kare başına yaklaşık 25 terabitlik kapasite vaat ediyor. Bu, ticari olarak temin edilebilen flash bellek cihazlarına kıyasla katman başına 100 kat daha yüksek bellek yoğunluğu demektir.
Kaynak:
Saban M. Hus et al, Observation of single-defect memristor in an MoS2 atomic sheet, Nature Nanotechnology (2020). DOI: 10.1038/s41565-020-00789-w
Serra Nur Salim
İlginizi çekebilir
28.000 Yıl Dayanabilen Nükleer Atıklardan Yapılmış Pil Tanıtıldı.
Çin’in Uzaydaki “Dünyanın İlk 6G Uydusu” Gerçekte Ne Anlama Geliyor?
Yel Değirmeni ve Rüzgâr Türbini Nedir?, Nasıl Çalışır?, Farkları Nelerdir?
Yorumlar 5