Grafen (graphene)

Yarı iletken, bilişimin yapısal temel taşı. İlk yarı iletkenler, bir iletim kanalının “boğulması” ile içinden geçen akımın kontrol edildiği FET türü nesnelerdi. Bunlar aslında radyo lambalarının germanyum’a taşınmış modeli idiler. Sonra transistor etkisi ile çalışan yarı iletkenler donanım dünyasına egemen oldular. Burada bir baz bölgesinde oluşturulmuş bir diyot’a verilen iletim yönündeki akım, aynı baz bölgesinde oluşturulmuş bir başka diyot’un ters yönde akım kaçırmasına neden oluyordu. Baz-emiter arasına iletim yönünde verilen akımın, kolektör-emiter arasında neden olduğu ters akım, onlarca, yüzlerce kat büyük oluyordu (beta). Transistorlar (bipolar) PNP veya NPN olarak iki cinste yapılabiliyorlardı.
Bu nesneleri, tiristör, tiriyak gibi birkaç iç içe ve farklı cinsteki transistordan oluşan daha karmaşıkları izledi. Malzeme olarak da germanyum’dan silikon’a geçildi. MOSFET’ler ile FET yaklaşımına geri dönüldü, FET ve transistor teknikleri bir arada kullanılarak IGBT gibi karmaşık “modül”ler yapıldı. Ama ana malzeme hep silikon idi. Değişmeyen ve bilişimin temelini oluşturan bir diğer yaklaşım da sayısal devrelerde kullanılan mantıksal yapı idi. Burada kural, iki konumlu (binary) yapılar yapmak olmuştu. “Byte” ölçüsü hep bu iki konumlu ve “1” ile “0”la ifade ettiğimiz yapıya dayanıyordu.
Bu sene Nobel Fizik ödülü, tek atom kalınlığında tabaka olarak dizilmiş karbon atomlarının (grafen / graphene) yarı iletken özellikleri üzerine yapılan çalışmaya1  verildi.
Grafen üzerinde yapılan transistorlar, “ambipolar” olabiliyorlar. Cinsleri kontrol edilebiliyor, çalışmaktayken değiştirilebiliyor. En iyi silikon transistorlara göre 10 kat daha hızlılar, çok da düşük iletim kayıpları var. Bunlarla binary değil triary sayı sistemine uygun yapılar yapmak da mümkün. Kanımca bilişimin anayasasını yeniden tanımlamanın eşiğindeyiz.
Unutmadan: silikon insan bedenine yabancı bir madde idi. Ama karbon hiç de yabancımız değil. Grafen’den insan dokusuna geçişi birileri düşünmeye başlamışlardır bile!

(1)  http://www.technologyreview.com/computing/26469/?a=f