"Maliyeti düşürebilir, ölçeklenebilirliği artırabilir ve aynı zamanda elektronik cihazın performansını iyileştirebilirsek, bu teknolojiyi benimsememiz gerektiği açıktır." Bu alıntı, MIT'nin yakın zamanda duyurduğu çığır açan bir keşfin özünü özetliyor. Araştırmacılar, yüksek performanslı galyum nitrür (GaN) transistörlerini, hem düşük maliyetli hem de ölçeklenebilir bir şekilde standart silikon CMOS çiplerine entegre eden yeni bir üretim süreci geliştirdiler.
MIT yüksek lisans öğrencisi Pradyot Yadav liderliğindeki bu yenilik, her iki malzemenin güçlü yönlerini birleştiren benzersiz bir yöntem içeriyor. Minik GaN transistörler inşa ediyor, bunları kesiyor ve düşük sıcaklıklı bir işlem kullanarak silikon çiplerine bağlıyorlar. Bu yaklaşım, pahalı GaN malzemesinin kullanımını en aza indirirken performansı en üst düzeye çıkarır ve daha verimli ve güçlü cihazlara yol açar.
Bu teknolojinin potansiyel uygulamaları çok geniştir. Araştırmacılar, mobil telefonlarda kritik bir bileşen olan bir güç amplifikatörünü başarıyla ürettiler ve gelişmiş sinyal gücü ve verimlilik gösterdiler. Bu, akıllı telefonlarda daha iyi arama kalitesi, gelişmiş kablosuz bant genişliği ve uzatılmış pil ömrü anlamına gelebilir. Ayrıca, bu entegrasyon şeması, birçok kuantum hesaplama türü için gerekli olan kriyojenik sıcaklıklarda silikondan daha iyi performans gösterdiğinden, kuantum uygulamalarını bile mümkün kılabilir.
Süreç, GaN yongası üzerinde minik transistör koleksiyonu üretmek ve bunları ayrı "dieletler" halinde kesmek dahil olmak üzere çeşitli adımlar içerir. Bu dieletler daha sonra, hem uygun maliyetli olan hem de geleneksel altın bazlı bağlamanın gerektirdiği yüksek sıcaklıklardan kaçınan bir yöntem olan bakır sütunlar kullanılarak silikon çiplerine bağlanır. Bu yeni yöntem, standart prosedürlere uyar ve günümüzdeki elektroniklerin yanı sıra gelecekteki teknolojileri de iyileştirebilir.
Yadav'a göre bu gelişme, çeşitli ticari pazarlarda devrim yaratabilir. ABD Savunma Bakanlığı tarafından desteklenen araştırma, heterojen entegrasyonda önemli bir adım olup, yeni nesil kablosuz teknolojilerin yolunu açmakta ve kuantum hesaplama gibi alanları potansiyel olarak etkilemektedir. Bu, elektronik dünyasında büyük bir adımdır.