Türkiye'deki nanoteknoloji araştırmacılarının listesi için Pazartesi günü (26 Ekim 2009) HP Laboratuvarları’ndan Stanley Williams Bilkent’te memristörlerle ilgili bir sunum yaptı. Williams geçen hafta Bilkent’in 18-23 Ekim arasında Antalya’da düzenlediği 13. Avrupa Yüzey ve Arayüzey Konferansı dolayısıyla Türkiye’ye gelmiş, ve Kimya bölümü başkanı Şefik Süzer‘in davetini kırmayarak bir de Bilkent’te sunum yapmayı kabul etmiş.
Sunumunda Stanley memristörün ne olduğunu, tarihçesini, kendisinin memristörleri nasıl bulduğunu, gelecekteki uygulamalardan bahsetti.
Bu çalışma için 100′den fazla kişi çeşitli zamanlarda katkıda bulunmuş. Türkiye’den de katılanlar olmuş, Aykutlu Dâna gibi.
Williams’a göre memristörler 7-8 yıl içerisinde hayatımızı bayağı değiştirecek: manyetik sabit diskler, CD’ler, DVD’ler, flaş diskler, DRAM’ler, SRAM’ler artık yok olacak. Ortalık memristörlü devrelerle dolacak.
Memristörden ilk bahseden ve ismini koyan Leon Chua adlı bir matematikçi. Elektronikçilerin bir devre ile ilgili 4 şeyle (yük, akım, gerilim, akı) ilgilendiklerini görüyor, ve yük ile akı arasında henüz bir ilişkinin kurulmadığını fark ediyor. Bu ilişkiyi anlatan bir denklem kuruyor fakat gerçek hayatta böyle bir alet o zamanlar olmadığı için düşüncesini ispatlayamıyor. Chua’nın 1971′de yazdığı makaleye şuradan ulaşabilirsiniz.
Bu denklemdeki ilginç şey hayali aletin sıfır enerji ile bir bilgi tutuyor olması. (Üstteki resimde sağ üstte 8 şeklinde bir grafik var,o grafik (0,0) noktasından geçiyor gördüğünüz gibi, işte sıfır enerji ile bilgi tuttuğunu buradan anlıyoruz.)
İşin ilginci memristör eskiden 40 yıldır vardı fakat insanlar bilmiyordu. Stanley Williams’ın memristör ürettiği TiO2 malzemesinde yıllarca bu etki farklı araştrımacılar tarafından gözlemlendi fakat herkes kendine göre bir sebep buldu.
Peki insanlar neden memristör özelliğini fark edemedi? Araştrımaların devamında fark etmişler ki, memristörlük özelliği ancak nanoseviyede etkili olmaya başlıyor. Milimetre seviyelerdinde memristörün etkisi fark edilemeyecek kadar az. Diğer iki neden ise yanlış ölçüm alma ve yanlış matematiksel denklemleri kullanmak.
Artık nanoboyutta malzemelerin farklı davrandığına bir örnek daha elimize geçmiş bulunuyor, memristör özelliği. Şu ana kadar hep nanoboyutta gümüşün antimikrobiyel olması ve nanoboyutta altının tepkimeye giren bir malzeme olduğu örnek verilirdi.
Stanley şöyle bir espri de yaptı: memristörü üniversite birinci sınıf elektroniği ile gösterdim ve Nature’da makalem yayınlandı.
Memristörün 1. sınıf elektronik bilgisi ile ispatlanması. (Resmin üstüne tıklayıp yazıları daha net görebilirsiniz.)
HP 3 yıl içerisinde ilk ticari ürünü çıkarmayı planlıyor, gelecek hafta laboratuvarda seri üretim denemeleri başlayacak.
Memristöre yazım süresi nanosaniye mertebelerinde ve yazılan bitin çok uzun süre (milyonlarca yıl) memristörün üstünde kaldığı tahmin ediliyor. Bitin milyon yıldan daha az sürede kaybolduğunu gösteren bir deney sonucu çıkmamış daha. Şu an üretilen memristörlerin büyüklüğü 5nm x 30 nm.
Gelecekteki elektronik devreler hep nanoelektronik olacağı için, bundan sonra artık devrelermizde memristör etkisini de göz önüne almalıyız ya da memristör özelliğini nasıl yok edeceğimizi araştırmalıyız.
Stanley Williams kendi laboratuvarında ilk melez CMOS çipini üretmiş. Memristörler bu çipe ne kzanadırmış diyecek olursanız, onlarca tranzistörün yaptığı işi bir memristöre yaptırmışlar. Böylece aynı alanı kullanarak daha hızlı çip üretmiş oluyorsunuz.
Stanley Williams’ın konferansın sonundaki cümleleri bilimsel araştırma yapma metodolojimizin artık değişmesigerektiği çok iyi anlatıyordu:
TiO2′yi yıllarca birçok bilim dalı araştırdı: jeolojiciler, seramikçiler, yarı iletkenciler, kimyacılar, vs. Hepsi de bu malzemenin farklı özelliklerini buldu. Bu bilim dalları arasında iletişim olmadığı için yapboz parçaları bir araya gelememişti. Ben yaklaşık bir yılımı tüm bu farklı bilim dallarındaki TiO2 ile ilgili makalelerini okuyarak geçirdim ve yapbozun parçalarını birleştirmeyi başardım.
Bu gerçekten çok önemli bir tavsiye. Yeni şeyleri üretmenin tek yolu artık kendi alanına odaklanmak değil. Birçok bilime serpilmiş parçaları birleştirerek de yeni şeyler üretiliyor ve eminim birleştirilecek çok şey var.
