Fudan Üniversitesi’nden araştırmacılar, atom kalınlığındaki yeni bir çip teknolojisiyle elektronik dünyasında önemli bir adım attı. Üniversitenin Şanghay’daki araştırma ekibi, geleneksel silikon tabanlı çiplerle atomik ölçekte ince 2D malzemeleri birleştirerek “Atom2Chip” adını verdikleri çalışmayı başarıyla tamamladı. Bu gelişme, cihazların enerji tüketiminde ve işlem hızında yeni bir dönemi başlatma potansiyeline sahip görünüyor.
Fudan Üniversitesi Atom2Chip Prototipini Tanıttı
Profesör Chunsen Liu liderliğindeki araştırma ekibi, monolayer kalınlığında 2D bir bellek katmanını doğrudan silikon CMOS çip üzerine entegre etti. Nature dergisinde yayımlanan çalışma, tek atom kalınlığındaki molibden disülfür (MoS₂) gibi hassas malzemelerin kırılgan yapısına rağmen çip yüzeyine zarar vermeden monte edilebildiğini ortaya koydu.
Araştırmacılar, silikonun pürüzlü yüzeyine uyum sağlayabilen tam yığınlı bir bağlantı yöntemi geliştirdi. Bu yöntem, atomik katmanı koruyan bir paketleme sistemine sahip. Ayrıca 2D devrelerle geleneksel CMOS bileşenleri arasında veri akışını sorunsuz hâle getiren bir arayüz oluşturuldu.
Elde edilen sonuçlar laboratuvar deneyiyle sınırlı kalmadı. Geliştirilen 1-Kb 2D NOR flaş bellek çipi 5 MHz hızında çalışıyor, 20 nanosaniyede veri yazma ve silme işlemi yapabiliyor. Enerji tüketiminin düşük olması, performansın ve verimliliğin yalnızca silikon tabanlı çiplere kıyasla daha ileri seviyede olduğunu gösterdi.
Bu hibrit yapı, işlem yoğunluğu yüksek sistemlerde enerji kaybını azaltarak daha ince, daha serin çalışan cihazların önünü açabilir. Geliştirilen yöntem sayesinde silikonun fiziksel sınırlarına yaklaşan üretim süreçlerinde yeni bir esneklik alanı doğuyor.
2D malzemeler, atom seviyesindeki hassasiyetleri sayesinde çip miniaturizasyonunda önemli bir rol oynuyor. Ancak bu malzemelerin silikonla uyumlu hâle getirilmesi uzun yıllardır teknik zorluklar barındırıyordu. Fudan ekibinin geliştirdiği yöntem, bu sorunu aşarak her iki teknolojiyi aynı çip üzerinde birleştirmeyi başardı.
Araştırmacılar, bellek biriminde elde edilen bu başarının gelecekte işlemci ve mantık kapıları gibi alanlara da uygulanabileceğini belirtti. Böylece ultra ince giyilebilir cihazlar, düşük güçle çalışan yapay zekâ hızlandırıcılar ve uzun ömürlü taşınabilir elektronik ürünler geliştirilebilecek.
Fudan Üniversitesi’nin geliştirdiği Atom2Chip süreci, yarı iletken tasarımında yeni bir çağın başlangıcına işaret ediyor. Seri üretim ve maliyet ölçeklendirmesi gibi konular hâlen çözülmesi gereken teknik başlıklar arasında yer alsa da, araştırma küresel çip endüstrisinin “ångström çağı” olarak tanımlanan döneme doğru ilerlediğini gösteriyor.
Silisyumun sınırlarına yaklaşan üretim dünyasında, Fudan Üniversitesi’nin başarısı geleceğin elektronik mimarisinin atomik düzeyde yeniden şekilleneceğini gösteren güçlü bir adım olarak değerlendiriliyor.
