|
Yillar önce bir odayi tek baslarina dolduran bilgisayarlar, önce masa üstlerimize, ardindan dizüstlerine, simdilerde de cebimize girecek kadar küçüldüler. mikron boyutlarinda hayatimiza giren gelismelerse sadece bilgi islemle sinirli kalmiyor. Tarimdan tibba, mikro mekanikten yongalara dek hemen her alanda nano teknolojinin günlük hayatimiza neler katacagini arastirdik. Hemen her gün mikron boyutlarinda yasanan gelismeler sadece masaüstü ya da diz üstü sistemler için geçerli olmaktan çikti.Bilgi islemci arenasindaki yarista hayati önem tasiyan nano teknoloji, artik hayatimizin her noktasinda kendini gösteriyor.Tarim, biyoloji, mekanik, elektronik, tip ve kimya alanlarinda uygulanan yeni yöntemlerde de, nano teknolojinin nimetlerinden faydalaniliyor.Bu sayede gelistirilen yeni ürün, hizmet ve yöntemler, günlük hayatimiza girmeye hazirlaniyor.Geçmisine baktigimizda %u2018taze%u2019 olarak nitelendirebilecegimiz nano teknoloji üzerine yapilan çalismalara artarken, ciddi firma ve akademik kurumlarin bu alana yaptigi yatirimlar milyar dolarlara ulasmis durumda. Hal böyleyken nano teknolojinin getirilerinin somut örneklere dönüsmesi ise çok sasirtici degil. Simdi, bilim kurgudan gerçege dönüsen yeniliklerin hayatimiza neler getirdigine göz atalim%u2026 Her geçen gün hizla ilerleyen teknolojinin sokaktaki insana yasayan yüzü öncelikle cihaz boyutlarinda yasanan hizli küçülme. Hepimizin bildigi gibi ilk bilgisayar bir oda kadar büyüktü ve yaptiklari islemi ve hizlarini bugünkü modellerle kiyaslamak bile su an için çok anlamsiz bir davranis olarak degerlendirilebilir. Günümüzde çok güçlü bir bilgisayarin bir saat büyüklügünde olabilecegini ve günlerce sarj edilmeden çalisabilecegini duydugumuzda %u2018neden olmasin%u2019 diyebiliyoruz.Bundan 15 yil önce ise 10MHz hizindaki islemciler kullaniyorduk. Bugünse 2GHz %u2018lik bir islemci için ise %u2018idare eder%u2019 dedigimiz bile oluyor. 15 yil sonraysa %u2018Vay be,o zamanlar 2GHz %u2018lik islemciler kullanirdik%u2019 diyerek kendi kendimize gülecegiz.
Degisim sinirlarina artik daha yakiniz
Bir oda büyüklügündeki bir bilgisayarin cebimize sigacak boyutlara getirilmesi elbette zor.Ama bu asamadan sonra islerin daha da zorlastigi kesin.Çünkü bilesenlerdeki küçültme devam ettigi sürece farkli teknolojilerin kullanilmasi gerekiyor.Bir üretim teknolojisinin sinir noktasina ulasildiginda daha basarili yeni bir teknolojinin hazir olmasi gerekiyor. Tahmin edebileceginiz gibi her yeni teknoloji yeni bir yatirim ve ögrenme - alisma süreci gerektiriyor.
Büyük gelisim,ne çok basit bir noktadan; elektrik akiminin var ve yok olmasindan (0 ve 1) baslamis olan bilgisayarlarda, birçok ince ayagi bulunan devre elemanlari yani yongalar kullaniliyor. Silikondan üretilen yongalarin içine ancak mikroskopla incelenebilecek kadar küçük olan birçok transistorlar birkaç mm² %u2018lik alana sigdirilmak zorundadir. Bugün bilgisayarlarimizda kullandigimiz bir yongayi eski tip transistorlarla baskili devre (PCB)
üzerine dizmek istersel bir ev veya bina büyüklügünde bir PC sahibi olmamiz normaldir. Tabii böyle dev bir bilgisayarin PCB üzerindeki düzgün sinyal trafigini ve yeterli elektrik akimini saglamasi gerçek bir basari olacaktir. Kisaca eski teknolojiyle su anki PC %u2018lerimizin geldigi seviyeyi yakalamak mümkün degil.
Karsilasilan sorunlar
Daha hizli yongalarin olusturulmasinda yasanan en büyük engel devre elemanlarinin üzerinde bulunan akima olan direnci ve bunu olusturdugu yüksek isi.Mikron düzeyinde bir araya getirilmis milyonlarca transistor öngörülen isinin üzerine çikarak hatalara veya yonganin zarar görmesine neden olabiliyor.
%u2018Electromgration%u2019 adi verilen bu olayin yonganin zarar görmesine neden oluyor. %u2018Electromigration%u2019 metal atomlarinin ince tabakalara bölünmüs yonganin yapisinda yer degistirmesiyle meydana geliyor. Böyle bir durumla karsilasmak istemiyorsaniz overclock (hizasirtma) yapmaktan kaçinmalisiniz.Diger bir sorunsa giderek gelisen yonga olusturma teknolojilerinin yongalarda daha küçük devre elemanlarinin bulunabilmesini saglamasi. Fakat bu küçülmenin bir sinir var. Yeni teknolojiler bu siniri giderek zorlasa da bu minik transistor ler birkaç tane molekülden olusan bir hale gelince transistor görevini gerçeklestiremeyecek.
Yonga olusturmada kullanilan yeni teknolojiler ve materyaller her yil %u2018en fazla su kadar küçülebilirler%u2019 tahmininde degisiklige neden oluyor. Su an gelecegin silikon yongalari filanca mikron teknolojisiyle üretilir denirse bile bu açiklama çok geçmeden degistirilmek zorunda. Fakat yonga üreticisi firmalarin mevcut teknolojilerini hesaba katarak yaptiklari üretim planlari gelecek vaat ediyor.Büyük yonga üreticisi firmalar mevcut yonga basim tekniklerinin sinirlarini iyi bildiklerinden yonga olusturma teknolojileri üzerinde çalisiyorlar. Bu teknolojiler ne kadar ileriyse o kadar çok transistoru yonga paketine sigdirabilmek mümkün oluyor. Ayrica bu yongalar daha az güç harciyor ve daha az isiniyor. Dogal olarak bu özellikteki yongalari yüksek frekansta çalistirarak islem performansini da artiriyorsunuz. Ayrica yongalarin tasarimi, islemcilerin isi üretme ve yüksek saat hizlarinda tutarli çalisabilmelerini etkiliyor. Yonga üretiminde kullanilan yöntem ayni tasarima sahip iki yongadan birinin digerine göre daha hizli olabilmesini sagliyor.Daha küçük transistorlara sahip yongalar (mesela islemciler), ürettigi isiyi daha iyi dagitabiliyorlar. Küçük transistorlara sahip yongalar daha düsük voltaj ve yüksek frekansla nispeten yüksek islem döngülerine ulasabiliyor. Alternatif yonga üretimi teknikleri
Yongalara bakir baglantilarin kullanimi alüminyuma göre daha iyi sonuç vererek sinirlarin biraz daha zorlanabilmesini sagliyor.Önderligini IBM firmasinin yaptigi yalitimli silikon SOI (Silicon On Insulation) uygulamasi yongalara %20 gibi olasi bir performans artisini getiriyor.Mevcut yonga basim sistemlerinin degistirmeden SOI %u2019nin saglayacagi ek performans yonga üreticilerinin dikkatini çekti.
Diger yandan Intel %u2018in Moore Yasasi %u2018ni devam ettirmek ve baska alanlara yaymak için yeni silikon teknolojileri ve malzemeler üzerinde gerçeklestirdigi arastirma ve gelistirme çalismalari arasinda; Asiri Morötesi Litografisi (Extreme Ultraviolet lithography), gerilmeli silikon (strained silicon) yeni transistor dielektrik teknolojileri gibi yenilikler bulunuyor. Intel %u2018in gelecek on yilin ikinci yarisinda üretmeyi planladigi yüksek hizli Terahetz transistorlar üzerindeki arastirma projeleri, yüksek performansli , düzlemsel olmayan, üç geçetli deneysel CMOS transistorlar üzerine odaklanmis durumda. Bu tür bir farkli transistor yapisi ile mevcut düzlemsel tasarim yapisi ile mevcut düzlemsel tasarim yerine üç boyutlu bir mimari kullanilmasi, transistor geçitlerini yüzey alanini arttiracak. Bu da performansi yükselterek yüksek hizli islemcilerin yapilmasina olanak taniyacak. Üretim tekniklerinin degismesine ragmen gerçeklestirilmesi gereken transistor boyutlarinin mümkün oldugunca küçültülmesi.
Nedir Moore Yasasi?
1965 yilinda ntel %u2018in kurucularindan olan Gordon Moore %u2018un ortaya attigi Moore yasasina göre islemcilerdeki transistor sayisi 18 ayda bir ikiye katlanir.Moore, bu yasanin sonraki on yil boyunca geçerliligini koruyacagini tahmin etmisti ama Intel bu yasayi günümüze kadar çignemeden devam ettirmeyi basardi.
Atomlar ve nano teknoloji
Doganin temel tasini olusturan atomlarin gözle görülemeyecek kadar küçük oldugunu hepimiz biliyoruz. Bu atomlarin dizilisleri sonucunda farkli tür malzemeler meydana gelmekte. Örnegin, eger kömür atomlarinin siralanisi degistirilebilseydi elmas bile elde edilebilirdi.Günümüzde moleküler düzeyde üretim yöntemleri açisindan çok da ileri bir durumda olmadigimizi rahatlikla söyleyebiliriz.Günlük yasamin çogu alaninda yapabildigimiz islemler, ögütme, ezme ve isitma gibi yöntemlerle maddeleri sekillendirmek.
Georgia Tech Üniversitesi profesörlerinden Ralph C. Merkle %u2018in günümüzdeki isleme teknolojisi ile çok güzel bir benzetmesi var: %u201CSu anda gerçeklestirebildigimiz islemler, elerinde boks eldivenleri olan bir kisinin lego oyuncaklar ile bir seyler yapmasina benzetilebilir.Bu küçük lego parçalarinin kullanarak bir seyler yapabilirsiniz, ama yaptiklariniz oldukça kaba bir halde olur.Halbuki bu parçalari hassas bir sekilde bir araya getirebilirsek çok daha hizli bir biçimde daha hassas ürünler ortaya çikabiliriz. Iste bu noktada nano teknoloji devreye giriyor.Nano teknoloji sayesinde bu eldivenleri çikarma imkanina sahip olacagiz.Doganin temel taslarini olusturan atomlari ucuz bir biçimde ve kolayca düzenleyebilecegiz. Bu sekilde üretilen ürünler daha dayanikli, daha hafif ve daha hassa özelliklerle donatilmis olacak.%u201D
Nano teknoloji nedir?
Nano teknoloji, atomlarin tek tek kullanilarak, yalnizca çalisabilen degil, is gören, makro, dünyada olmayan niteliklere sahip aygitlarin üretilmesi ve kullanilmasini amaçlayan bir alan.Türkçe %u2018ye %u2018moleküler üretim%u2019 diye çevrilebilecek nano teknoloji kavrami, son yillarda çokça adindan söz ettirmekte. Bir nanometre, milimetrenin milyonda biri. Bir baska ifadeyle, insan saçinin çapinin yüzde binde biri nanometreye denk geliyor.Nano degeri, maddenin atomdan önceki son basamagini gösteriyor. Nanometre terimi, antik Yunanca %u2018da %u2018cüce%u2019 anlamina gelen %u2018nano%u2019 kökünden geliyor.Nano teknolojinin bir baska tanimiysa, üretilmek istenen maddenin, atomlarindan baslayarak yapilmasi. Kavrami ilk defa dile getiren Amerika Birlesik Devlerin %u2018den Eric Drexler %u2018dir.Nano teknoloji üzerine yogunlasan Foresight Enstitüsü %u2018nin kurucusu plan Drexler, ünlü MIT laboratuarindaki egitimi sirasinda, biyolojik sistemlerden esinlenerek, moleküler makineler yapilabilecegini önermis, nano teknoloji kavramini ortaya atan kisi olmustur. Ismail Çelik
 |
Kimya 
RSS yorumları