IEEE Spectrum kaynağı, bir grup araştırmacının 2D transistörlerin izolasyonu için kullanılan metal oksit tabakasının yerine potansiyel bir alternatif olarak kömürü düşündüğünü bildiriyor. Eğer kömür, günümüz metal oksit transistörlerinin yerini almak için başarılı bir şekilde kullanılabilirse, bu yarı iletken endüstrisi için büyük sonuçlar doğurabilir.

Yarı iletkenlerin doğru çalışması için çeşitli malzemeler kullanılır. Yarı iletkenler genellikle silikon maddesinden yapılsa da, silikon transistörlerin izolasyonu ve transistörden elektrik akısının gereksiz yere çıkmasını engelleme amacıyla ek malzemelere ihtiyaç duyar. Bu duruma sızıntı denir. Günümüz yarı iletkenlerinde silikon transistörleri metal oksit ile izole edilir ve sızıntı engellenir.

Fakat burada bir sorun var: günümüzde yapay zeka da dahil olmak üzere birçok faktörden dolayı yarı iletken transistörlerin talebi rekor seviyede. Gün geçtikçe artan talep yüzünden günümüzde silikon gibi malzemenin bulunması zorlaşıyor. Bu nedenle yarı iletken endüstrisi şu anda silikonun yerine geçebilecek yeni ve daha erişilebilir materyaller bulmaya çalışıyor.

İşte bu noktada karşımıza kömür, silikon temelli yarı iletken transistörlerin yerine potansiyel bir aday olarak çıkıyor. Kömür, silikon transistörlerin yerine geçmek için değil, tamamen yeni bir izolasyon malzemesi olarak araştırılıyor.

Şu anda silikon transistörlerin yerine farklı malzemelerle değiştirilmesi araştırmaları devam etmektedir, bunun arasında grafen ve molibden gibi malzemeler bulunmaktadır. Bu malzemelerden yapılan transistörlere 2D transistörler denilir çünkü bunlar oldukça ince bir yapıya sahiptir. Grafen, tek bir atom kalınlığında işlev görebilir.

Ancak bu 2D transistörlerle ilgili bir sorun var: metal oksit bunları uygun şekilde izole edemez. Bu, transistörlerin işlevsiz hale gelmesine yol açan bir sızıntıya neden olur. Kömür, grafen ve molibden transistörlerinin en iyi izolasyon malzemesi olarak keşfedildi, oldukça düzlemsel yüzeye uygun bir şekilde izole ederken, metal oksit bunu başaramaz.

Kömür izolasyonu ile ilgili araştırmalar ve geliştirmeler hala başlangıç aşamasında olmasına rağmen, şu anda sanayi için grafen ve molibden temelli 2D transistörlerinin izole edilebilmesi için tek malzeme konumundadır, bu da kömürü muhteşem bir geleceğe sahip kılar. Kömürün yüksek içerik, üretim kolaylığı ve zengin nano yapıya sahip olması gibi birçok avantajı bulunmaktadır, bu da onu gelecekteki yarı iletken üretimi için ideal bir malzeme haline getirir.