Bielefeld Üniversitesi'nden Profesör Dmitry Turchinovich liderliğindeki bir fizikçi ekibi, Leibniz Katı Hal ve Malzeme Araştırmaları Enstitüsü Dresden (IFW Dresden) araştırmacılarıyla iş birliği içinde, yapay zeka donanım uygulamalarını dönüştürebilecek nanoelektronikte önemli bir atılım gerçekleştirdi.
5 Haziran 2025'te Nature Communications'ta yayımlanan araştırma, atomik incelikteki yarı iletkenlerin eşi benzeri görülmemiş hızlarda ultra kısa ışık atımlarıyla kontrol edilmesini sağlayan yenilikçi bir yöntemi ortaya koyuyor. Ekip, terahertz ışığını molibden disülfür (MoS₂) gibi iki boyutlu malzemeler içinde dikey elektrik alanlarına dönüştüren özel nano ölçekli antenler geliştirdi.
"Geleneksel olarak, transistörler ve diğer elektronik cihazları anahtarlamak için kullanılan bu tür dikey elektrik alanları elektronik geçitleme yoluyla uygulanır; ancak bu yöntem temelde nispeten yavaş tepki süreleriyle sınırlıdır," diyor Profesör Turchinovich. "Bizim yaklaşımımız ise kontrol sinyalini doğrudan yarı iletken malzeme içinde terahertz ışığıyla üretmemizi sağlıyor – bu da şimdiye kadar mümkün olmayan, endüstriyle uyumlu, ışıkla yönlendirilen ultra hızlı bir optoelektronik teknoloji sunuyor."
Bu teknik, elektronik yapıların gerçek zamanlı olarak bir pikosaniyeden – yani bir trilyonda bir saniyeden – daha kısa zaman ölçeklerinde kontrol edilmesini mümkün kılıyor; bu da geleneksel elektronik anahtarlama yöntemlerinden katbekat daha hızlı. Araştırmacılar, bu ışık atımlarıyla malzemenin hem optik hem de elektronik özelliklerinin seçici olarak değiştirilebildiğini gösterdi.
Çalışmanın başyazarı ve Profesör Turchinovich'in grubunda Marie Skłodowska Curie bursiyeri olan Dr. Tomoki Hiraoka, deneysel uygulamada kilit rol oynadı. Etkiyi oluşturmak için gerekli olan karmaşık 3B-2B nano antenler ise IFW Dresden'de Dr. Andy Thomas liderliğindeki ekip tarafından üretildi.
Bu yenilik, yapay zeka donanımları için çok daha hızlı ve enerji açısından verimli hesaplama sistemlerinin önünü açabilir. Ultra hızlı anahtarlama yetenekleri, aşırı işlem hızları gerektiren ileri düzey yapay zeka uygulamaları için kritik öneme sahip yeni nesil sinyal kontrol cihazları, elektronik anahtarlar ve sensörlerin geliştirilmesine olanak tanıyabilir.
Teknoloji; yüksek hızlı veri iletimi, gelişmiş hesaplama mimarileri, görüntüleme sistemleri ve kuantum teknolojileri gibi çeşitli alanlarda uygulanma potansiyeli taşıyor – bunların hepsi, giderek daha hızlı işlem kapasitesi talep eden yeni nesil yapay zeka altyapısının temel bileşenleri arasında yer alıyor.