Grafen Elektronik Cihazları Gelecekte Süper Hızlı Hale Getirebilir

Grafen elektronik cihazları süper iletkenliğiyle çok daha hızlı hale getirebilir. Yapılan araştırmalar tek katmanlı karbon atomlarının, sinyalleri Gigahertz’den Terahertz frekans seviyelerine yükseltebileceğini gösteriyor.

grafen elektronik
Spektral Görünüş: Araştırmalar grafenin bir frekansta gelen sinyalleri (kırmızı) daha yüksek frekanstaki sinyallere (mavi, yeşil, sarı) dönüştürme konusunda oldukça başarılı olduğunu ortaya koyuyor.

Grafen

Yeni deneyler tek katmanlı karbon atomlarının Gigahertz frekans aralığındaki elektronik sinyalleri, daha yüksek frekanstaki Terahertz seviyelerine yükseltebildiğini gösteriyor. Bu da saniyede 1000 kat daha fazla bilgi anlamına geliyor.

Konuyla İlgili Kısa Bir Açıklama:

Öncelikle Gigahertz ve Terahertz kavramlarının kafa karışıklığına sebep olmaması için bu kavramları kısaca özetleyelim.

Gigahertz: bilgisayarlarda kullandığımız işlemcilerin hızlarını ve kapasitelerini anlayabilmemiz için kullandığımız bir saat frekansı birimidir. İşlemcinin yaptığı her bir hesaplama işlemi 1 Hertz olarak kabul edilmekte. Dolayısıyla 1 GHz = 1.000.000.000 Hz, yani saniyede 1 milyar işlem demektir.

1 THz (Terahertz) = 1000 GHz olduğundan, frekans değeri GHz’den THz’e çıktığında işlemcinin saniyede yapabildiği işlem sayısı da 1000 katına çıkmaktadır.

Konumuza geri dönebiliriz. Bilindiği üzere Terahertz aralığındaki elektromanyetik dalgaları üretmek oldukça zordur ve geleneksel silikon bazlı elektronik cihazlar bu tür yüksek frekanslı sinyalleri kullanırken sorun yaşarlar. Fakat Grafen bazlı cihazlar bu frekansları kullanabilirler. Yani gelecekte bu tip cihazlar şimdi kullandığımız cihazlara kıyasla çok daha hızlı çalışabilecekler.

Süper İletken Malzeme

Almanya’daki Duisburg-Essen Üniversitesi’nde Fizikçi olan Dmitry Turchinovich ve meslektaşları atom inceliğindeki tabakaya enjekte ettikleri 300 gigahertz radyasyon ile grafenin terahertz üreten özelliğini test etti. Elektromanyetik dalgalar grafene çarptığında malzemedeki elektronlar hızla ısınıp soğudu, bu da gelen radyasyondan 7 kat daha yüksek frekanslara sahip elektromanyetik dalgaların yayılmasını sağladı. Grafen orijinali 300 gigahertz olan sinyalin binde birini, on binde birini ve yüz binde birini sırasıyla 0.9 THz, 1.5 THz, 2.1 THz frekans değerlerindeki dalgalara dönüştürdü. Kanada’daki National Institute of Scientific Research’ten fizikçi Tsuneyuki Ozaki, bu dönüşüm oranlarının küçük görünebileceğini ancak tek bir atom katmanı için oldukça yüksek seviyelerde olduğunu belirtti. Çalışmaya dahil olmayan Ottawa Üniversitesi’nden fizikçi Orad Reshef, yapılan testi grafen için başka bir şaşırtıcı sonuç olarak değerlendiriyor. 2 boyutlu olan grafen malzemesi direnç göstermeden elektrik akımını iletmesi gibi olağanüstü yetenekleri nedeniyle “süper malzeme” olarak tanımlanıyor.

grafen elektronik
Grafen gelen gigahertz frekansındaki dalgaları (siyah) 3, 5 ve 7 katı daha fazla frekans değerine sahip olan terahertz aralığındaki dalgalara dönüştürür (sırasıyla kırmızı, yeşil, mavi)

Terahertz seviyesindeki frekansları kullanabilcek grafen bazlı bilgisayar bileşenleri, yüksek işlem kapasitesi olan çok gelişmiş bilgisayarlarda kullanılabilir. Şu anda kullanılan Mac veya Pc’ler için maalesef bu durum geçerli değil. İlerleyen zamanda 2 boyutlu grafen malzemesiyle son derece yüksek hızlı nano cihazlar da üretmek mümkün olabilir.

Büyük Veri: Big Data

Grafen hayatlarımıza ne zaman dahil olur bunu şimdilik kestiremiyoruz. Ancak yapay zekanın (Artificial Intelligence), makine öğreniminin (Machine Learning), derin öğrenmenin (Deep Learning) ve büyük verinin (Big Data) konuşulup tartışıldığı bu günlerde farklı bir çağa giriş yaptığımızı ve işlemek için tahmin ettiğimizden daha fazla veriye sahip olduğumuzu biliyoruz. İşte grafen tam da bu noktada devreye giriyor ve bu kadar büyük verileri işlemenin bir yöntemi olarak karşımıza çıkıyor. Konuyla ilgili gelişmeleri heyecanla beklemekteyiz.

Fizik hakkında daha fazlası için Tıklayın

Kaynak

Bir Cevap Yazın

%d blogcu bunu beğendi: