SCOTLAND – Các nhà khoa học từ đại học Edinburgh (University of Edinburgh) đã phát triển một loại vật liệu mới có khả năng giúp các thiết bị điện tử hoạt động nhanh hơn và tiêu thụ ít năng lượng hơn.

Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng loại vật liệu mới (từng được cho là không thể chế tạo) có thể hoạt động như một chất bán dẫn hiệu suất cao, một thành phần quan trọng trong các thiết bị điện hiện đại.

Nhóm nghiên cứu cho biết, việc ứng dụng chất bán dẫn mới này vào các thiết bị điện tử như bộ vi xử lý máy tính hoặc thiết bị chẩn đoán hình ảnh y tế có thể giúp chúng vận hành hiệu quả hơn.

Vật liệu mới (được tạo ra bằng cách kết hợp hai nguyên tố hóa học là gecmani và thiếc) có khả năng hấp thụ và phát xạ ánh sáng hiệu quả hơn so với các chất bán dẫn bằng silicon (đang được sử dụng phổ biến hiện nay).

Vật liệu này hoạt động bằng cách thúc đẩy quá trình chuyển đổi ánh sáng thành năng lượng điện và ngược lại, đây là yếu tố then chốt cho sự vận hành của các thiết bị được gọi là thiết bị quang điện tử (optoelectronic device) (*).
(*) Optoelectronic device: là các thiết bị điện tử có khả năng phát hiện và kiểm soát ánh sáng, hoặc chuyển đổi ánh sáng thành tín hiệu điện và ngược lại.

Mặc dù các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng hợp kim gecmani – thiếc về mặt lý thuyết có thể hoạt động như một chất bán dẫn hiệu quả để chuyển đổi qua lại giữa ánh sáng và điện năng, nhưng việc chế tạo ra nó là một vấn đề phức tạp. Điều này một phần là do các nguyên tố đó không phản ứng hóa học với nhau trong các điều kiện thông thường.

Một nhóm các nhà nghiên cứu do đại học Edinburgh dẫn đầu, đã tạo ra không chỉ một loại vật liệu đơn lẻ, mà là một lớp chất bán dẫn hoàn toàn mới được làm từ gecmani – thiếc. Phương pháp này bao gồm việc nung nóng hỗn hợp gecmani và thiếc lên trên 1.200 độ C, đồng thời áp dụng mức áp suất đến 10 gigapascal, cao hơn gần 100 lần so với áp suất tại Mariana Trench (điểm sâu nhất được biết đến trên trái đất, ở phía tây Thái Bình Dương, tại phía đông của quần đảo Mariana).

Quy trình này tạo ra các hợp kim gecmani – thiếc ổn định ở nhiệt độ và áp suất phòng (trạng thái môi trường bình thường), có khả năng vận hành như những chất bán dẫn hiệu quả.

Công trình nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí của hội hóa học Mỹ (Journal of the American chemical society).

Tiến sĩ George Serghiou từ trường kỹ thuật (School of engineering) chia sẻ: “Nghiên cứu này mở ra những hướng đi đầy triển vọng cho việc thiết kế vật liệu mới thông qua lộ trình phối hợp mới được xác định, nhằm tạo ra phản ứng và điều hướng quá trình phục hồi các vật liệu có cấu trúc tinh thể như mong muốn. Thành tựu này được chứng minh qua việc giải quyết nhu cầu năng lượng ngày càng tăng của các thiết bị điện tử và trung tâm dữ liệu, những lĩnh vực đang cần các lộ trình đổi mới để tìm ra vật liệu mới có khả năng tăng hiệu suất năng lượng bằng cách sử dụng ánh sáng”.

Để xem các tin bài khác về “Bán dẫn”, hãy nhấn vào đây.

 

Nguồn: Electronics Online