3-boyutlu Çiplerin Yolu Açılıyor

Fizik Bölümü’nden Dr. Onur Tokel ile Elektrik ve Elektronik Mühendisliği ve Fizik Bölümlerinden Dr. F. Ömer İlday öncülüğünde bir ekip, silisyum yongalar içerisinde ilk kez 3-boyutlu üretim yapılabileceğini gösterdi. Söz konusu çalışma, prestijli Nature Photonics dergisinde yayınlandı. Phys.org’da da tanıtılan araştırmaya göre, geliştirilen teknolojiyle 3-boyutlu elektronik ve fotonik cihazların önü açılabilecek.

Silisyum (periyodik cetvel’de “Si”), modern bilgisayarların, mobil iletişimin ve fotonik teknolojilerin üzerinde üretildiği, günlük hayatımızda bize sürekli sürekli genişleyen imkanlar sağlayan en temel malzeme. Belki de sağladığı bu zengin imkanlar yüzünden, silisyum temelli bu teknolojilerin hiçbirinin, yongaların içerisinde yer alan geniş alanı kullanmadığını duymak şaşırtıcı gelebilir.

Araştırmacılar, işte kullanılmayan bu yonga-içi alanları hizmete açmayı hedeflediklerinde, amaçlarına izin verecek bir teknoloji henüz ortada yoktu. Ekip ilk büyük atılımını, kızılötesinde çalışan lazerler ile yonganın derinlerinde üretim yapılabileceğini keşfederek gösterdi. Buna göre, lazer ile 1 mikrometre genişliğinde (saç telinin yüzde biri çapında), lego bloklarına benzeyen, ve istedikleri gibi bir araya getirebilecekleri yapı taşları oluşturmayı başardılar.

Dr. Tokel yöntemin özgünlüğünü şöyle açıklıyor: “Günümüzde son derece popüler olan 3-boyutlu üretim teknolojilerini düşündüğümüzde, her birinde, hız, çözünürlük ve karmaşıklık gibi üretim faktörlerinden birinden ödün vermek gerekir. Geliştirdiğimiz yöntem, aslında hepimizin çocukluğundan aşina olduğu, lego tipi diyebileceğimiz blokların, son derece doğal bir şekilde, neredeyse kendiliğinden, 3-boyutlu olarak bir araya getirilmesine dayanıyor. Bu özgün yaklaşım ile tüm üretim faktörlerinin ideale yakın bir şekilde dengelenmesi de mümkün oluyor”.

Bu öncül ilerlemeden sonra, çeşitli optik elemanların (mercek, hologram gibi) doğrudan yonga içerisinde ve tamamen gömülü olarak üretilebileceğini gösteriyor ekip. Bu sayede, araştırmacılar yaygın olarak bilinen “yonga-üstü” (on-chip) teriminden de ilham alarak, “yonga-içi” (in-chip) terimini literatüre kazandırıyorlar.

Heyecan Verici Sonuç

Bir diğer heyecan verici sonuç ise, silisyum heykeltıraşlığı da diyebileceğimiz, 3-boyutlu yapılar oluşturma üzerinde oluyor. Ekip lazer ile etkileşen kısımların, özel bir kimyasal kullanıldığında, geri kalan malzemeye zarar vermeden akıp gittiğini gözlemliyor, ve çok çeşitli mimariler oluşturmayı başarıyor. Makalenin yazarlarından Dr. Serim İlday, “Gösterdiğimiz, doğrudan-lazer-yazımı da  diyebileceğimiz çok avantajlı yöntem. Geleneksel üretimde kullanılan pahalı cihazlar, maske imalatı gibi aşamalara gerek kalmadan doğrudan üretime geçebiliyoruz”, diye ekliyor.

“Önümüzde açılan olasılıklar çok geniş. Bu yöntem kullanılarak, tamamen yeni yonga-içi elemanlarının, fotonik sistemlerin, hatta gömülü mikro-kanal ağlarının oluşturulması mümkün olabilecek”, diye açıklıyor Dr. Ömer İlday. “Aslında bakarsanız” diye devam ediyor, “şimdiden yonga-içi, zengin fonksiyonlar kazandıracak çalışmalara başladık ve heyecan verici sonuçlar elde ediyoruz”.

Bilkent, Türkiye’de yer alan üniversiteler arasında, Nature Index’e göre, ilk sıradaki yerini koruyor. Nature Index, üniversiteleri yüksek-kaliteli araştırma çıktılarına göre sıralıyor.
https://www.natureindex.com/country-outputs/turkey

Kaynak : Bilkent Üniversitesi

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir