Japon Bilim İnsanları İndiyum-Galyum Oksit Transistörleri Geliştiriyor, Silikon'un Sınırlarını Aşıyor
Arkadiy Andrienko
Tokyo Üniversitesi Endüstriyel Bilimler Enstitüsü'ndeki bilim insanları, modern elektroniğin fiziksel sınırlarını aşmada önemli bir sıçrama gerçekleştirdi. Geleneksel silikondan temelde farklı olan küçük transistörler geliştirdiler ve bunları başarıyla test ettiler, bu da daha küçük ve daha güçlü cihazlara kapı açtı.
Bugünün mikroelektroniğinin temel sorunu, silikonun fiziksel sınırlarına ulaşmasıdır. Silikon bazlı transistörlerin küçültülmesi, stabilite ve verimlilik kaybı yaşadıkça giderek daha zor hale geliyor. Japon ekip bir alternatif buldu – bir transistörün ana bileşeni olarak silikonu tamamen terk ettiler. Bunun yerine, galliyum ile modifiye edilmiş indiyum oksit (InGaOx) kullandılar.
Bu yeni transistörler yüksek elektron hareketliliği gösteriyor – 44.5 cm²/V·s. Bu rakam en iyi silikon transistörlerden daha düşük olsa da, benzer mimariye sahip metal-oksit bazlı cihazlar için bir rekor oluşturuyor. "Gate-all-around" tasarımı ile yeni malzemenin özellikleri, bu transistörleri radikal daha fazla miniaturizasyon için ideal adaylar haline getiriyor. Kritik olarak, cihaz yük altında birkaç saat (testte neredeyse 3 saat) stabil çalıştı, bu da pratik kullanım için hayati bir faktör.
Temel avantaj, eşi benzeri görülmemiş yoğunlukta entegre devreler oluşturma potansiyelidir. Silikon transistörler kaçınılmaz olarak miniaturizasyonun mutlak fiziksel sınırına ulaştığında (bu hızla yaklaşmaktadır), bu tür InGaOx bazlı teknolojiler devreye girebilir ve aynı çip alanına çok daha fazla transistör yerleştirilmesine olanak tanıyabilir. Ayrıca, silikondan farklı olarak, metal oksitler şeffaf olabilir ve esnek altlıklara kaplanabilir. Bu, tamamen yeni cihaz form faktörleri için olanaklar açar – esnek ekranlar, giyilebilir elektronikler veya giysilere ve iç mekanlara sorunsuz bir şekilde entegre edilmiş teknoloji düşünün.
Bulgular, prestijli 2025 VLSI Teknolojisi ve Devreleri Sempozyumu'nda sunuldu. Bu transistörlerin tüketici elektroniğinde kitlesel olarak benimsenmesi için zaman alacak olsa da (üretimin ölçeklenmesi ve mevcut süreçlere entegre edilmesi iyileştirme gerektiriyor), araştırma bir şeyi net bir şekilde ortaya koyuyor: mikroelektroniğin geleceği, indiyum-galyum oksit gibi yeni malzemelerin, gate-all-around gibi gelişmiş mimarilerle birleştirilmesindedir.
