Belki de Hiç Duymadığınız En Önemli Mucitlerden Biri, Stanford Ovshinsky
The Economist Dergisi, Stanford Ovshinsky’yi “çağımızın Edison’u” olarak adlandırdığında, bu isim çoğu insana yabancı gelmemiş olabilir, ancak karşılaştırma yerinde. Edison gibi, Ovshinsky da kendi kendisini eğitmiş bir mucittir. 400’den fazla patenti arasında hala birçok hibrit arabaya güç vermek için yapılan nikel-metal hidrit bataryaları ve uygun fiyatlı ince film güneş panellerinin seri olarak üretimi için olanları vardı.
Bu ve diğer pek çok teknoloji, Ovshinsky’nin olağanüstü Ar-Ge laboratuvarı, Edison’un “Menlo Park”ı gibi bir buluş fabrikası olan Enerji Dönüştürme Cihazları (ECD)’ndan çıkmıştır. Ancak şimdi, Ovshinsky’nin en kalıcı mirasının, izole edilmiş bağımsız bir mucit olarak çalıştığı ECD’nin büyümesinden önce elde ettiği bir şey olduğunu ve bunun Edison’un yaratımlarından farklı olarak, kendisinin yaptığı temel bir bilimsel keşiften geldiğini görüyoruz.
Ovshinsky 1922 yılında doğduğu yer olan Akron, Ohio’nun mağaza ve fabrikalarında makine ve alet üreticisi olarak başladı. İlk önemli buluşu 1946’da yenilikçi bir otomatik torna tezgahıydı ve diğer cihazlarda otomasyonu kullanmaya devam etti. Norbert Wiener’in makine ve organizmalarda kendi kendini düzenleyen sistemlere bakan sibernetik prensibini izleyerek, makine kontrol cihazları ile canlı sinir sistemleri arasındaki -1959’da güçlü bir elektrokimyasal anahtarın icadıyla sonuçlanan- benzerlikleri takip etti.
Bu cihaz, Ovshinsky için sinir hücresi zarlarının benzeri olan ve tantal elektrotlarını örten ince oksit filmlere dayanıyordu. Eski bir çalışma arkadaşının onu bu anahtarı geliştirirken aynı malzemeleri kullanmasına engel olduğu anlaşmazlık zamanında, Ovshinsky en önemli keşfiyle sonuçlanan yeni materyaller için sistematik bir araştırma başlattı. Periyodik tablodaki oksijen altında gruplanan elementler olan kollokogenler(kükürt, selenyum, tellür ve polonyum) üzerine odaklandı ve arsenik ve antimon gibi komşu elementlerle alaşımlı ince filmlerle denemeler yaptı. 1961’de varılan sonuç şimdilerde “Ovshinsky etkisi” olarak bilinen- dirençli ve iletken durumlar arasında neredeyse anlık ve tersine çevrilebilir bir geçişti. Etki, voltaj belirli bir büyüklüğe ulaştığı veya bunun altına düştüğü zaman açılan veya kapanan bir eşik anahtarı verdi.
Aynı zamanda, daha güçlü bir darbe dirençli duruma geri gelene kadar iletken kalan bir anahtar -iki durumlu bir elektriksel bellek- de vermiştir. Bu yarı iletken cihazlar, amorf (kristal olmayan) malzemelerden oluşmaktaydı, bu da mümkün görülmeyen bir başarıydı. 1960’larda, katı hal fiziği neredeyse sadece kristallerle uğraştı ve transistör gibi yarı iletken cihazların sadece kristalli malzemelerden yapılabileceğine inanılıyordu. Kabul edilmeyen bir yabancıdan gelen ve mevcut bilimsel varsayımlara aykırı olan Ovshinsky keşfi, önce güçlü bir başlangıç engeliyle karşılaştı, fakat zamanla kabul edildi.
Amorf ve düzensiz malzemelerin artan bilimsel ve ticari önemi kısmen Ovshinsky’nin mirasıdır, ancak şimdilerde ortaya çıkmakta olan daha spesifik bir katkı da vardır. Amorftan kristalin duruma ve geri dönüşüme geçerek çalışan faz değişim hafızası, ilk olarak, bir lazer darbesinin, yeniden yazılabilir CD ve DVD’lerin temelini tetiklediği bir optik versiyonda başarılı bir şekilde ticarileştirildi. Bunlar 1980’lerde kullanılıyordu, ancak belleğin elektriksel versiyonunu geliştirmek çok daha uzun sürdü.
Bir bilgi teknolojisi olarak başarılı olabilmek için, faz değişim belleğinin kendi performansını arttırması gerekiyordu. Hızını artırmak büyük bir ilerlemeden gelirken güç gereksinimlerinin azaltılması birkaç küçük değişiklikle başarıldı. Optik bellek üzerinde yapılan araştırma, çok hızlı bir aktarma hızına sahip bakır içerikli bir alaşımı (Ge2Sb2Te5) vermiştir. Ovshinsky, ekibi tarafından yapılan deneyler ilgi çekici bir şekilde doğrulandığı için, alaşımın elektriksel bellekte daha iyi performans göstereceğine inanıyordu.
Ancak bu başarı ile bile, faz değişim belleği, chip üreticilerinin yoğun olarak yatırım yaptığı flash belleğin zorlu rekabetiyle karşılaştı. Faz değişimi açıkça daha üstündü: çok daha hızlıydı, daha az güç gerektiriyordu ve daha fazla yeniden yazma kapasitesine sahipti. Fakat aynı zamanda daha maliyetliydi ve Ovshinsky’nin bilim insanlarının gözlemlediğine göre piyasanın istediği “ucuz ve yeterince iyi”ydi. Bu yüzden flash bellekler uzun bir zaman boyunca daha ucuz ve yeterince iyi olmuştur.
Ovshinsky 2012 yılında yaşamını yitirdiğinde, faz değişim belleği hala zamanının gelmesini bekliyordu. Bu alandaki araştırmacılar, silikon bazlı flash belleklerin pil ömürlerinin azalması konusunda sınıra ulaştığını ve pil ömürleri azaldığında bile iyi performans gösteren bakır içerikli faz değişim belleklerin bunların yerini alacağına inanıyordu.
Birçoğu bunun on yıllar süreceğini düşündü. Bu nedenle, 2015 yılında, Ovshinsky’nin patentlerini satın alan Intel ve Micron’un, “bellek işleme teknolojisinde büyük bir atılım ve 1989’da NAND flaşının piyasaya sürülmesinden bu yana ilk yeni bellek kategorisi” olarak nitelendirerek 3D XPoint chiplerini duyurmaları bir sürpriz oldu. Chip hakkında daha fazla ayrıntı ortaya çıktıkça, bunun Ovshinsky’nin faz değişim teknolojisine dayandığı ve araştırmacılarının uzun yıllar önce yarattığı gibi bir tasarım kullandıkları ortaya çıktı.
21. yüzyılın bilişim teknolojisi ilerledikçe, 50 yıl önce keşfedilen Ovshinsky’nin faz değişim hafızasının en önemli mirası olması muhtemel görünmektedir.
Kaynak : scientificamerican.com
