Teknoloji dünyasında, silikon gibi standart yarı iletkenlerin sınırlamalarını aşan özel bir kuantum malzemesi, güç taşımada yeni bir hız rekoru kırdı. Bu yeni malzeme, elektronların silikondan iki kat daha hızlı hareket etmesine izin vererek bilgi ve güç aktarımında çığır açan bir performans sergiliyor.
Yarı iletkenlerde elektronlar boş bir noktadan diğerine atlayabilir. Bu duruma teknik olarak delik denir. Elektronlar kendi başlarına veya delikle birlikte hareket edebilirler.
Bu ikinci durumda, gerçek bir parçacık gibi davranan ama aslında sadece garip bir etkileşim olan bir yarı parçacık olan bir eksiton oluşur.
Yarı iletkenlerde rol oynayan tek yarı parçacık bu değil.
Malzemenin doğal titreşimleri aynı zamanda fononlar olarak bilinen yarı parçacıklar tarafından da temsil edilebilir ve bunlar eksitonlarla etkileşime girdiğinde onları dağıtır, ısı açığa çıkarır ve bilgi ve gücün yarı iletkenler boyunca ilerleyebileceği maksimum hızı azaltır.
Ancak bu yeni cihazda durum farklı. Söz konusu yeni malzeme Renyum, Selenyum ve Klordan oluşuyor ve kimyasal formülü Re6Se8Cl2 olarak biliniyor. Bu materyalde fononlar ve eksitonlar arasında tuhaf bir şeyler oluyor.
Saçılmak yerine yeni bir yarı parçacık, akustik bir eksiton-polaron oluştururlar. Bu yeni yarı parçacık, elektronların silikondan geçtiği hızın iki katı hızda bilgi ve güç aktarımına izin veriyor.
Ancak bu sadece hareket değil aynı zamanda işlem hızıdır. Bu yarı parçacıklar elektrik akımı yerine ışıkla kontrol ediliyor ve bu da süreci potansiyel olarak mevcut yarı iletkenlerden milyonlarca kat daha hızlı hale getiriyor.
Ve bu kuantum etkilerinin ortaya çıkması için çok düşük sıcaklıklara kadar soğutulmasına gerek kalmayacak.
Columbia Üniversitesi’nden kimya profesörü Milan Delor, “Enerji aktarımı açısından Re6Se8Cl2 şu ana kadar bildiğimiz en iyi yarı iletkendir” diyor.
Re6Se8Cl2’deki bu inanılmaz ve beklenmedik özelliği keşfeden grup, şimdi bu akustik eksiton-polaronun bu malzemede neden göründüğünü anlamaya çalışıyor. Bu anlayış, daha uygun yarı iletkenlerin araştırılmasında değerlidir.
Renyum dünyadaki en nadir elementlerden biri olduğundan, bu yarı iletkenin ticari açıdan geçerliliği yoktur. Ancak bu özelliğin bu malzemede bulunması, başka yerlerde de bulunabileceğini düşündürmektedir.
Delor, “Bu, oda sıcaklığında sürekli balistik eksiton aktarımını gördüğümüz tek malzeme. Ancak artık daha önce dikkate almadığımız diğer malzemelerin de bu davranışa sahip olabileceğini tahmin etmeye başlayabiliriz” diyor. “Akustik polaron üretimine uygun özelliklere sahip süper atomik ve diğer 2 boyutlu yarı iletken malzemelerden oluşan bir aile var.”
