herseyden az bilin birseyden cok...

İmal edilen sandık büyüklüğündeki radyolar cepte taşınabilecek kadar küçülürken, buna paralel bilgisayarlar için bir oda hacmi ihtiyacı yerini küçük hacimlere bırakıyor, aynı zamanda kullanım kolaylığı ve cihaz ö-mürlerinde artma (sınırsızlık) sağlanıyordu.

Elementlerin atom yapılarındaki özelliklerine göre geliştirilen periyodik tablo, aslında yaradılış mucizesinin sayısız delillerinden bir delil olarak gözler önünde bulunmaktadır.

İnsanlık, akıl ve düşünce yolu ile ilme ve teknolojiye muazzam adımlar attırmış, bu arada elektronik, fiziğin bir yan kolu olarak gelişmelerde en büyük payı almıştır. Teknolojinin bugünkü seviyeye gelmesi elementlerin çok iyi tanınıp buradan malzeme ilminin geliştirilmesi ile de önemli derecede alâkalıdır. Artık insanoğlu Davud peygamber (as)'ın demiri hamur gibi işleyebilmesine benzer şekilde element/malzemeleri İşleyip geliştirmektedir.

Elementler periyodik tabloda yerine konulduğunda, altalta gelen elementler arasında belli gruplar ortaya çıkmış ve her grubun elemanları arasında benzer özelliklerin mevcudiyeti farkedilmiştir. Hatta bazı gruplar, alkali metaller, halojenler, soy gazlar gibi isimlerle anılmaktadır. Gruplar içinde IV grupdan Karbon (C), Silisyum (Si) ve Germanyum (Ge) son yörüngelerinde bulundurdukları 4 elektronla dikkati çekerler.

ELEKTRONİK VE YARI İLETKENLER:

Elementlerin yaratılışında elektriğin iletilmesi atomik yapıda son yörüngeye dağılan elektron sayısına bağımlı kılınmıştır. İletkenlik için atomun son yörüngesindeki elektron sayısının 4'den az, yalıtkan özellik göstermek içinde 4'den fazla olması gerekir. Son yörüngesinde 4 elektron bulunan Karbon, Silisyum ve Germanyum bu özellikleri ile elektronik sanayiinin temel maddelerinden biri olmuştur. Karbon, elektronik direnç imalinde kullanılırken, kristalize edilmiş silisyum ve Germanyum akımın kontrolünü aktif çalışma ile sağlayan transistor, entegre devre (chip) gibi elektronik malzemelerin imalinde ana maddeyi teşkil eder.

1974'de transistörün (1) icadı modern yan iletken ve elektronik teknolojisinin doğumu olarak kabul edilebilir

DÜNDEN BUGÜNE:

Artık insanoğlu yaradanın (cc) kendine ihsan ettiği nimetlerden faydalanma yolunda mühim bir adım daha atmıştır.

Transistorun laboratuvardan fabrikasyon üretime geçişi, bu arada teorinin pratiğe tam destek vermesiyle boy boy büyüklükte, sınırlı ömre sahip elektron tüpleri yerini bu, nohut büyüklüğünde metal veya bakalit muhafazalı transistörlere bırakıyordu.

İmâl edilen sandık büyüklüğündeki radyolar cepte taşınabilecek kadar küçülürken, buna paralel bilgisayarlar için bir oda hacmi ihtiyacı, yerini küçük hacimlere bırakıyor, aynı zamanda kullanım kolaylığı ve cihaz ömürlerinde artma (sınırsızlık) sağlanıyordu.

Germanyum başlangıçda transistor imâlatında en çok kullanılan malzeme iken silisyum difüzyon, ısı, iletkenlik karakteristikleri gelişen difüzyon teknolojisi için daha uygun olduğundan onu daha tercih edilir hale getirmiştir.

Ayrıca periyodik tablonun III ve IV ile II ve VI. grup elementlerinden elde edilen bileşikler de yarıiletken özellikler sağlamakta ve kullanılmaktadır. Bu bileşiklerden en önemlisi kullanma alanı her geçen gün genişleyen Galyumarsenid (GaAs)'dir.

Yalıtkan-İletken ve Yarıiletkenlerin enerji band modelinde incelenmesi (kıyaslanması) :

Maddelerin elektriki iletkenlik yönüyle incelenmesinde kriterlerden bir tanesi enerji band modelidir. Bu modele göre atomik yapının son yörüngesindeki elektronların kazandıkları enerji ile boş banda atlayıp İletkenlik sağladıkları farzedilir.

Metallerin atomik ve kristal yapılarında elektronlarca doldurulmuş enerji bandı ile boş enerji bandı çakışmış (şek.a), dolayısı İle meselâ haricen bir elektriki alanın oluşturulması ile enerji kazanan doldurulmuş banddaki elektron, kolayca boş banda geçerek iletkenliği sağlamaktadır. Yalıtkanda ise iletkenliğe iki band arasında mevcut yasak enerji bandı (şek. c) imkân vermemektedir. İletkenliği sağlayacak elektron bu bandı aşacak enerjiyi kazanıncaya kadar maddenin atomik yapısı bozulmaktadır.

Yarıiletkende yasak enerji bandı dar olduğundan (şek. b) atomik ve kristal yapı bozulmadan aşılarak İletkenlik sağlanabilmekte, ancak aşırı enerjiler maddeye zarar verebilmektedir. Yarıiletkenler çevre sıcaklığından da etkilenerek sıcak ortamlarda küçük enerji ile iletken özelliği kazanırken soğuk ortamlarda iletkenlik için daha yüksek enerjiye ihtiyaç göstermektedir.

BUGÜNDEN-YARINA:

Teknolojinin insan hayatına bu kadar girmesinin neticesinde şunu diyebiliriz ki; yarıiletken teknolojisi olmasa hayat felç olur.

Yarıiletkenler günümüz elektronik sanayiinin temel malzemesi, elektronik sanayisi de bütün sanayi kollarının beyni manasında kontrol sağlayan cihazların üreticisi olduğuna göre bu iddianın havada bir ifade olmadığı anlaşılır.

Laboratuvarda imâl edilen iptidai transistörlerin akım—voltaj—frekans karakteristiklerini bugünkü teknik çok geniş bir sahaya yaymıştır.

Yarıiletken ve difüzyon tekniklerinde teori ve pratik kol kola gelişerek çok güçlü transistörlerle birlikte küçük—ölçüde, orta—ölçekte ve yoğun—ölçekte entegre devreler imâl edilmiş, artık bu sahaların da üzerine çıkılıp çok yoğun ve süper yoğun Ölçekli entegre devrelerle bir bilgisayarın bütün elektronik devresi tek bir çip İçinde imâl edilebilmektedir. Yarıiletken teknolojisinde katedilen bu muazzam mesafe bugün öyle bir yere gelmiştir ki, akımların kumandasında yarıiletken tabakalarından geçen/geçecek elektron sayıları gözönünde bulundurularak çok küçük enerjiler ile çok geniş çapta kontrol sistemlerinin dizaynı düşünülmekte ve yapılan çalışmalar bu yönde ilerlemektedir. Böyle birşeyin başarılması geleceğin dünyasında enerji tasarrufu ve çok akıllı(!) kontrol cihazlarının insan hayatına gireceği mânâsını taşımaktadır.

(1) Transistor: Elektriki sinyalleri yükselten elektronik devre elamanı.

Mühendis Salih Rıza Sayın