06/07/2026
Günümüzde büyük yapay zeka sistemlerinin en önemli sorunlardan biri aşırı enerji tüketmesi. Sabancı Üniversitesi Nanoteknoloji Araştırma ve Uygulama Merkezi’nde (SUNUM) Baş Araştırmacı olarak görev yapan Dr. Kaan Demirel bu soruna çare oluşturabilecek teknolojiler üzerinde yoğun çalışmalar yapıyor.
Dr. Demirel, ODTÜ, Ankara Üniversitesi, Bilkent Üniversitesi ve Hacettepe Üniversitesi gibi ülkenin önde gelen yükseköğretim kurumlarında eğitimini tamamladı ve bu kurumlar ile çok sayıda akademik çalışmalar yaptı. Bugün nanoteknoloji nanotıp alanında kazandığı uzmanlığını Sabancı Üniversitesi SUNUM’da yürüttüğü çalışmalarıyla sürdürüyor. SUNUM’u tercih nedenlerini ve niçin yurtdışında çalışmadığını şöyle açıklıyor: “Sabancı Üniversitesi’nin sunduğu olanaklar çok zengin. Ayrıca çok daha değerli bir avantaj daha sağlıyor. Burada projelere daha geniş açıdan yaklaşma şansını yakalıyoruz. Başka bir deyişle kısıtlı bir konuda uzmanlaşmak zorunda kalmıyoruz. Farklı disiplinlerden araştırmacılarla çalışma, farklı bakış açıları kazanma ve bilimsel işbirliklerinin önemini kavrama olanağına sahip oluyoruz. Bu da yaratıcılığımızı ve verimliliğimizi artırıyor.”
Dr. Demirel’e araştırma hayatında hangi teknolojiler üzerinde araştırmalar yaptığını sorduk. Çalışmalarını kendisinden dinleyelim:
Nöromorfik yaklaşım
Nöromorfik hesaplama, insan beyninin çalışma prensiplerinden ilham alan yeni bir bilgi işlem yaklaşımıdır. Günümüzde büyük yapay zeka sistemleri çok yüksek miktarda enerji tüketirken, insan beyni yalnızca yaklaşık 20 watt güçle son derece karmaşık işlemleri gerçekleştirebiliyor. Bu nedenle geleceğin yapay zeka donanımlarında en önemli hedeflerden biri, beynin bu enerji verimliliğini elektronik sistemlere taşıyabilmektir.
Ben de bu alanda, iki boyutlu (2B) malzemeler ve ince film teknolojilerini kullanarak beynimizdeki sinapsların davranışını taklit eden yeni nesil elektronik hafıza birimleri üzerine çalışmalar yapıyorum. Bu çalışmalar, gelecekte daha hızlı, daha düşük güç tüketen ve çevresel etkisi daha az olan yapay zeka sistemlerinin geliştirilmesine katkı sağlamayı amaçlıyor.
Yarıiletken teknolojileri
Çalışmalarımın merkezinde yarıiletken teknolojileri bulunuyor. Günümüzde kullandığımız cep telefonlarından bilgisayarlara, otomobillerden savunma sistemlerine kadar hemen her elektronik ürünün temelinde yarıiletken teknolojileri yer alıyor.
Ben özellikle mikro ve nano ölçekte çalışan elektronik sistemler üzerinde çalışıyorum. Bunlar arasında sensörler, mikroelektromekanik sistemler (MEMS), yeni nesil hafıza teknolojileri, yapay zeka donanımları ve ileri paketleme teknolojileri bulunuyor.
Nanoelmas
Araştırma hayatım boyunca Türkiye'de ilk kez gerçekleştirilen bazı çalışmaların içinde yer alma fırsatım oldu. Bunlardan biri, nanoelmas (nanodiamond) tabanlı nano ölçekte elektron kaynaklarının geliştirilmesiydi. Bu çalışma kapsamında Türkiye'de ilk kez nanoelmas kullanılarak elektron emisyonu sağlayan yapılar geliştirildi ve karakterize edildi. Bu tür elektron kaynakları gelecekte vakum mikroelektroniği, sensörler ve özel elektronik sistemler gibi alanlarda kullanılabilecek teknolojilerin temelini oluşturuyor.
Yüksek hızlı transistörler
Çalıştığım bir diğer alan ise yüksek hızlı yarıiletken cihazlar oldu. Türkiye'de gerçekleştirilen ilk yüksek hızlı transistör geliştirme çalışmalarında yer aldım. Günümüzde haberleşme sistemlerinden radarlara, uydu teknolojilerinden savunma uygulamalarına kadar birçok kritik teknolojinin temelinde yüksek hızlı transistörler bulunuyor. Bu çalışmalar sayesinde ülkemizde ileri yarıiletken teknolojilerinin geliştirilmesine katkı sağlama fırsatı buldum.
Mikroelektromekanik sistemler
Mikroelektromekanik sistemler yani MEMS teknolojileri de çalışma alanlarım arasında önemli bir yer tutuyor. Özellikle RF MEMS alanında geliştirdiğimiz anahtarlama yapıları, performans açısından dünyanın önde gelen araştırma grupları ve bazı uluslararası şirketlerin yayımladığı sonuçlarla rekabet edebilecek seviyelere ulaştı. Bu çalışmalar, yüksek frekanslı haberleşme ve radar sistemleri gibi kritik uygulamalar için önemli katkılar sağladı.
Kızılötesi algılama sistemleri
Ayrıca savunma, güvenlik ve sağlık teknolojilerinde kullanılan kızılötesi algılama sistemleri üzerine de çalıştım. Gece görüş ve termal görüntüleme sistemlerinin temel bileşenlerinden biri olan mikrobolometre tabanlı kızılötesi sensörlerin tasarımı ve üretimi süreçlerinde görev aldım. Bu tür sensörler, insan gözünün göremediği sıcaklık farklarını algılayarak karanlıkta görüntü elde edilmesini mümkün kılıyor.
Yeni nesil hafıza teknolojileri
Bugün ise çalışmalarımı yeni nesil hafıza teknolojileri, yapay zeka donanımları, iki boyutlu malzemeler ve ileri yarıiletken paketleme teknolojileri üzerine sürdürüyorum. Özellikle geleceğin bilgi işlem sistemlerinde kullanılabilecek düşük enerji tüketimli elektronik bileşenler geliştirmeyi hedefliyorum.
Avrupa Birliği projeleri
Yeni nesil elektronik sistemler, yarıiletken teknolojileri ve ileri paketleme yöntemleri üzerine araştırmalar gerçekleştiriyorum. Bunun yanında Avrupa Birliği projelerinde araştırma ekipleriyle birlikte çalışıyor, uluslararası iş birlikleri geliştiriyor ve genç araştırmacıların yetişmesine katkı sağlamaya çalışıyorum.
Temiz Oda altyapılarının kurulumu
Aynı zamanda SUNUM Temiz Oda Danışma Kurulu (CAC) Başkanlığı görevini yürütüyorum. Bu görev kapsamında, Türkiye'nin en gelişmiş temiz oda altyapılarından birinin araştırma önceliklerinin belirlenmesi, yeni teknolojilerin merkeze kazandırılması ve araştırmacıların bu altyapıyı en verimli şekilde kullanabilmesine yönelik stratejik planlamalara katkı sağlıyorum.
Yurtdışı bağlantılı çalışmalar
Şu anda başta Southampton Üniversitesi (UoS), Delft Teknik Üniversitesi (TU Delft), Lozan Federal Teknoloji Enstitüsü (EPFL) ve IBM olmak üzere çeşitli üniversite, araştırma merkezi ve teknoloji kuruluşlarıyla ortak çalışmalar yürütüyorum.
Yer aldığım en önemli uluslararası projelerden biri olan TEAM-NANO (Teaming for Capacity Development and Synergies in Micro-Nanofabrication and Flexible Electronics for Widespread Impact), Avrupa Birliği tarafından desteklenen ve SUNUM'u mikro-nano mühendislik, esnek elektronik ve ileri malzemeler alanında uluslararası bir mükemmeliyet merkezine dönüştürmeyi hedefleyen bir proje. Bu proje kapsamında Hollanda'daki TU Delft ve İngiltere'deki Southampton Üniversitesi ile birlikte çalışarak hem araştırma altyapımızı güçlendiriyor hem de Türkiye'nin ileri teknoloji alanında uluslararası rekabet gücünü artırmayı amaçlıyoruz. Ben de bu proje kapsamında yürütülen araştırma bileşenlerinden birinin liderliğini üstleniyorum. Bu kapsamda iki boyutlu (2B) malzemeler, yeni nesil hafıza teknolojileri ve yapay zeka donanımları üzerine uluslararası araştırma çalışmalarını koordine ediyorum.
Tübitak BİGG Grişimcilik Desteği
Akademik çalışmalarımın topluma ve sanayiye doğrudan katkı sağlaması gerektiğine inanıyorum. Bu düşünceyle Dr. Korkut Kaan Tokgöz ile geliştirdiğimiz teknoloji fikriyle TÜBİTAK BİGG Girişimcilik Programı'ndan destek almaya hak kazandık ve kendi teknoloji şirketimizi kurduk. Şirketimizde, yarıiletken sektörünün en hızlı gelişen alanlarından biri olan ileri paketleme teknolojileri üzerine çalışıyor, özellikle cam ara taşıyıcılar (Glass Interposer) ve Cam İçi Geçit (Through-Glass Via – TGV) yapıları geliştiriyoruz. Günümüzde yapay zeka işlemcileri ve yüksek performanslı çipler artık yalnızca daha güçlü olmalarıyla değil, birbirleriyle ne kadar hızlı ve verimli haberleşebildikleriyle de öne çıkıyor. Bu kapsamda TGV tabanlı ileri paketleme teknolojileri, çipler arası ve diğer elektronik elemanlar arası iletişim için kritik altyapılardan biri olarak öne çıkmaktadır.
Amacımız
Amacımız, bu stratejik teknolojinin ülkemizde geliştirilmesine katkı sağlayarak hem araştırma altyapılarını hem de yüksek katma değerli teknoloji üretimini desteklemek.
Kaan Demirel hakkında
Kaan Demirel Ankara Üniversitesi Fizik Mühendisliği lisans bölümünden mezundur. Doktora çalışmasını RF MEMS anahtarlar üzerine Hacettepe Üniversitesi Nanoteknoloji ve Nanotıp ana bilim dalı ve ODTÜ-MEMS Merkezinde tamamlamıştır. Şu anda SUNUM'da Baş Araştırmacı olarak görev almaktadır. İlgi alanları, nöromorfik donanım, ileri çip paketleme, mikro/nano vakum aygıtlar, 2B malzemeler, MEMS/NEMS yapılar, soğutmasız mikrobolometreler, termal sensörler ve akıllı nanomalzemelerdir.
