Onlarca yıldır teknoloji endüstrisi muhteşem bir galibiyet serisindeydi: bileşenleri küçült, daha zengin ol, tekrarla. Şimdi, TU Wien'deki bilim insanları, grafen veya molibden disülfür gibi 2D malzemeleri kullanmanın bir sonraki büyük adımının tam anlamıyla atomik bir duvara çarpabileceğini keşfetti. Spesifik olarak, yaklaşık 0.14 nanometrelik bir boşluk - ki bu tek bir kükürt atomundan daha ince ve bir SARS-CoV-2 virüsünden yaklaşık 700 kat daha küçük. Ama boyut sizi yanıltmasın: bu mikroskobik boşluk, gelecekteki bilgisayar çiplerinin daha da küçülmesini engelleyecek parti bozucu olabilir.
İşte Profesörler Mahdi Pourfath ve Tibor Grasser tarafından açıklanan sorun: 2D malzemeler harika, ama yalnız çalışmazlar. Bir transistör yapmak için yalıtkan bir katmana (genellikle bir oksit) ihtiyacınız var. Ve bu iki katman bir araya geldiğinde, tam olarak kucaklaşmazlar. Bunun yerine, zayıf van der Waals kuvvetleriyle bir arada tutulurlar ve kapasitif bağlantıyı zayıflatan küçük bir boşluk bırakırlar. Başka bir deyişle, 2D malzeme ne kadar harika olursa olsun, bu boşluk minyatürleştirmeyi sınırlayan eğlence süngeri haline gelir.
Ekibin araştırması, birçok çalışmanın 2D malzemelerin özelliklerine hayran kalıp, gerçek cihazlarda oluşturdukları garip arayüzleri görmezden geldiğini gösteriyor. Bu gözden kaçırma, yarı iletken endüstrisinin temel fiziksel nedenlerle işe yaramayacak yaklaşımlara milyarlarca dolar harcamasına yol açabilir. Çünkü 'verimli Ar-Ge' demek, para harcandıktan sonra temel bir kusuru keşfetmekten daha iyidir.
Ama bir umut ışığı var: 'fermuar malzemeleri'. Bunlar, yarı iletken ve yalıtkan katmanın daha sıkı bağlandığı ve boşluğu ortadan kaldırdığı sistemlerdir. Araştırmacılar, endüstrinin her iki katmanı da en başından birlikte tasarlamaya başlaması halinde bunun günü kurtarabileceğini söylüyor. Aksi takdirde, çıkmaz bir sokağa yatırım yapma riskiyle karşı karşıyalar. Yani ders açık: büyük çeki yazmadan önce atomik boşluklarınızı kontrol edin.