Katalog

MIKRO Elektronik ve teknik imkanlar artık metrenin milyarda biri büyüklüğünde cihazlar yapılmasını mümkün kılıyor. Derleyen: Asuman Yaman Saç teli inceliğinde mikromotorls alan kapıdakı (gate) düşük gerilim akımı düzenler ya da açıp kapar. En mükemmel kapının en düşük dırenci gösterecek, yani çalışması için fazla bir enerjı gerektirmeyecek ve elektronların içinden mümkün olan en yüksek hızda geçebileceğı kadar küçük bir kapı olduğu için HEMT bu anlamda mükemmel bir transistör. HEMT ıçındeki kapı genişliği 100 nanometreden az vo içindeki hava tüpleri nedenıyle de dırenci çok düşük. Normal transistörlerde elektronlar, transistörden geçerken, yüzlerce, hatta binlerce silisyum atomuna çarparak enerjilerini kaybedip frenlenirler; bu ise HEMT için söz konusu değil. Çok küçük olması nedenıyle HEMT elektrik akımını saniyede 1 milyar kez açıp kapayabilir. Normal transistörlerin frekansı megahertz (saniyede milyon devir) iken bu HEMT için 96 gigahertz, yani saniyede 96 milyar devir. Tüm bunların ötesinde elektronlar çarpmadan geçebildikleri için ısı kaybı az olduğundan ötürü ömrü de diğerlerine göre daha uzun. işte uzun ömür, yüksek hız, yüksek verim, güvenirlik, haberleşme uydularındaki yer darlığı, enerjinin kısıtlı oluşu ve teknik servisın olanaksızlığı, HEMT'in benzerine göre son derece pahalı olmasına rağmen General Electric tarafından tercih edilmesinin nedenleri. motorların ıçinde yüzmesi için yeterlı. Mık romotor yapımında, bugün esas olaralchiplerin de ana maddesi olan silisyunr kullanıhyor Bunun nedeni de mikroelek tronik endüstrisinin üretim tekniklerinir mikromotor yapımına aynen uygulanabil mesı. Buna karşılık bilgisayar chipleri ve diğer entegre devreler için ideal bir mal zeme olan silisyum, makine yapımı için ay nı derecede uygun değil. Bu nedenle Utar Ünıversıtesı paslanmaz çelık ve alümin yum kullanarak mikromotorlar üretmeye çalışıyor. Calıfornia Üniversitesi'nde mikroelektronik teknolojisi ve ana madde olarak da silisyum kullanılarak rotorlarının çapı 60120 mikrometre arasında olan motorlar yapıldı. 100 voltla çalışan bu motorların hızları saniyede birkaç yüz devir. Amaç daha düşük voltajla daha yüksek hızda çalışan motorlar yapmak. Kullanılan yöntem polisilisyum, silisyumoksik ve silisyumnitrit tabakalarını üst üste koyup istenmeyen kısımların da küçük partiküllerle yüklenmiş bir gaz (plazma) ile yok edilmesi. HEMT adı verilen dunyanın en küçük transıs. torünün elektron mıkroskopu yardımıyla çekı len fotoğrafı görülüyor. HEMT taransistörü pek çok avantajı nedeniyle bugün haberleşme uydularında kullanılmakta. B ir milimetreden daha küçük makineler yapılmaya başlandı. Amaç son deroce ıddialr Örneğın, ınsan kan damarlarına girecek bir mikrorobot damarlardakı kıreçlenmeyi temizleyebilecek. Bugün diğer araştirma dalları gibi mühendislik de mikrodünyaya adımını attı. Buna nanodünya demek de mümkün, çünkü üretilen devreler, motorlar ve aletlerin büyüklüğü nanometre, yanı bir metrenin milyarda biri ile ölçülüyor. Nanoüretim bugün ancak sınırlı sayıda transistör ya da motor yapımında kullanılabilir durumda. Mikromakine üretımi hâlâ gelişme aşamasında. Nanobasamağının olanakları makrodünyaya göre son derece yüksek. Örneğin nanodevreler bugünün chiplerinden yaklaşık 10 kat daha hızlı. Bu teknikle tek bir hücreyl bile yakalayabilen cımbızlar yapılabiliyor (ortalama bir hücre 5 mlkron, yani metrenin milyarda beşi). Üretilecek olan mikrorobotlar tıp dünyasında büyük yenilikler getirebılecek. Bugün kullanımda olan nanobasamağındaki bir araç, HEMT(High Electron Mobility Transistör) adı verilen bir transistör. Bu transistör General Electric firması tarafından haberleşme uydularında kullanılmakta. HEMT de diğer klasik transistörlerin prensiplerine göre çalışmakta. Yani elektrik alanı değiştiği zaman HEMT'in içinden de diğer klasik transistörlerde ya da eski radyo tüplerinde olduğu gibi bir akım geçer. Transistörün ortasında yer Salam gibi kesllecekler Utah Üniversitesi'nde paslanmaz çelik ve alüminyumdan yapılan motorların çapı ise 560 mikrometre. Rok motoru (sallantılı motor) adı verilen bu motorların özelliği rotorun stator içinde biteviye dönmeyip, dönerken bir o yana, bir bu yana s ıllanması (rok). Bunun en önemli yararı da sürtünmeyi azaltıyor olması. Rok motorlar dönerken dakikada 100.000 kez sallanıyorlar. Bu motorlar makarnayı andırıyorlar. Bir kez istenilen kalitede mikromotor yapımı sağlandıktan sonra üretilen motorların istenen uzunlukta salam gibi kesilmeleri mümkün. Bu da ileride üretim maliyetinin düşmesine neden olacak. Utahlı araştırmacıların amacı bu motoru giderek küçültmek. Bunun için önce 200 mikrometre sonra da 90 mikrometre küçüklüğe inmeyı düşünüyorlar. 90 mikrometre de bir saç teli kalınlığında motorların üretilmesi anlamına geliyor. İlk motorlar Mikrotransistörlerin daha şimdiden kullanılıyor olmasına karşılık mikromotorların henuz gelişme aşamasında olmasının nedeni motorların, transistörlerden farklı olarak devinimli parçalardan oluşması. Küçük motorların karşılaşacağı sorunların başında sürtünme geliyor. Çünkü sürtünmenin azaltılması için motorların yağlanması gerekirken bu, mikromotorlar için mümkün değil. Çünkü tek bir damla yağ bile toplu iğne başı büyüklüğündeki bu Noktadan daha küçük makineler Yakın gelecekte, mikromakineler insan vücudunda ya da nükleer santrallarda kullanılabilecek. kimyasal duyargaç pompa deu mekanik maşa Teknik tamam \ supap Bir chıpte. kimyasal duyargaç, supap, pompa ve depo vardır Bu chipe glükozu ızleyen ve buna gore ınsulın bırakan bir bırım eklendığinde, şeker hastalarının günlük ınsulın şırınga en|ekte etmelerıne gereK kalmayacak. 2138 / kimyasal kirleticiler Bırçok laboratuvarda, bir kar tanesınden daha kuçük motorlar yapıldı Bu motorların döndureceğı bıçaklar damarların ıçınde ılerleyecek temızleme yapabılecekler Ozel bir duyargaç ve kuçük bir maşa ıle donanmış bir chıp, kırlenmış kuyu suyunda yüzerek zehırli, kirletici maddeleri temızleyebılecekler. Nanoüretim esas olarak hâlâ silisyuma dayanıyor. önce bilgısayarla motorun dizaynı yapılıyor. Daha sonra ekrandaki çizim bilgisayar tarafından talimat haline getiriliyor ye bu aşamadan sonra üretime geçiliyor. Üretim tekniği olarak bildiğimiz baskı teknığı olan litografi kullanıhyor. Yani ekranda yapılan çizım, silisyum üzerine basılmış oluyor. Koruyucu bir plastik tabakası ile örtülen silisyumun üzerine çizime uygun bir kalıp yerleştirıldikten sonra ışınla ma başlıyor. Bunun sonucunda kalıbın örttüğü bölgelerdeki plastik korunurken, açıkta kalan bölgelerdeki plastik tabakası ortadan kalkıyor. Bundan sonra açıkta kalan bölgelerde asit veya başka bir çözücü madde yardımıyla negatif bir desen oluşturuluyor. Bu aşamadan sonra çeşitli yöntemlerle yeni tabakalar ekleniyor. Eklenen tabakaların eni ise yaklaşık 200 atom. Çe