Kuantum teknolojisinde çığır açan keşif: Pilsiz elektronik dönemi

Uluslararası bir bilim heyeti, kuantum malzemelerdeki kusurların ‘doğrusal olmayan Hall etkisi’ üzerinden enerjiye dönüştürülebileceğini kanıtladı. Bu keşif, pilsiz çalışan sensörlerin ve enerjisini çevreden toplayan giyilebilir teknolojilerin yolunu açıyor.

Küresel teknoloji pazarında enerji verimliliği ve sürdürülebilirlik en kritik gündem maddesi olmaya devam ederken, yoğun madde fiziği alanından devrim niteliğinde bir haber geldi. QUT Profesörü Dongchen Qi ve NTU Singapur Profesörü Xiao Renshaw Wang liderliğindeki ekip, kuantum malzemeler içindeki mikroskobik kusurların ve titreşimlerin, enerji toplama cihazlarında nasıl birer avantaja dönüştürülebileceğini gösterdi. HALL ETKİSİNDE KLASİKTEN KUANTUMA GEÇİŞ1879 yılında Edwin Hall tarafından keşfedilen klasik Hall etkisi, günümüzde otomobil hız göstergelerinden akıllı telefon sensörlerine kadar pek çok alanda kullanılıyor. Ancak yeni keşfedilen Doğrusal Olmayan Hall Etkisi (NLHE), geleneksel diyotlara veya büyük bileşenlere ihtiyaç duymadan alternatif elektrik sinyallerini (AC) doğrudan kullanılabilir doğru akıma (DC) dönüştürebiliyor. Profesör Dongchen Qi, bu gelişmenin ticari potansiyelini şu sözlerle özetliyor: "Bu etki, alternatif sinyalleri doğrudan elektronik cihazlara güç sağlamak için gereken doğru akıma dönüştürmemizi sağlıyor. Prensip olarak bu; pilsiz çalışabilen, enerjisini tamamen çevresinden çeken akıllı sensörler veya çipler anlamına geliyor." ODA SICAKLIĞINDA KARARLI PERFORMANSAraştırmanın en dikkat çekici yönlerinden biri, bu kuantum olgusunun oda sıcaklığında dahi kararlı kalması oldu. Yüksek kaliteli topolojik malzemeler üzerinde yapılan testlerde, üretilen voltajın yönü ve gücü sıcaklık değişimleriyle kontrol edilebildi. Düşük sıcaklıklar: Malzemedeki küçük atomik kusurlar elektriksel davranışı belirliyor.Yüksek sıcaklıklar: Kristal kafesin doğal titreşimleri devreye girerek elektrik sinyalinin yönünü değiştirebiliyor. TİCARİ UYGULAMA ALANLARI VE 6G VİZYONUKuantum etkilerinin ‘soyut’ bir laboratuvar verisi olmaktan çıkıp ‘kullanışlı’ birer ticari enstrümana dönüşmesi, sanayi 4.0 ve ötesi için büyük önem taşıyor. NLHE teknolojisinin yakın gelecekte şu alanlarda standart haline gelmesi bekleniyor: Kendi kendine yeten sensörler: Batarya değişim maliyeti olmayan endüstriyel takip sistemleri.Giyilebilir teknolojiler: Vücut hareketlerinden ve ısıdan enerji toplayan sağlık cihazları.Yeni nesil iletişim: 6G ve ötesi kablosuz ağlar için ultra hızlı ve düşük enerjili bileşenler. Bu keşif, teknoloji devlerinin enerji depolama yerine ‘enerji hasadı’ yapan cihazlara odaklanacağı yeni bir ekonomik döngünün başlangıcı olarak nitelendiriliyor.