Vật liệu mới cho phép thay thế silicon trong sản xuất chip

Bóng bán dẫn điều khiển hoạt động của chip bằng cách kiểm soát dòng điện chạy qua. Theo thời gian, các loại bóng bán dẫn này đã được giảm kích thước xuống chỉ còn hàng chục nguyên tử, cho phép một chip chứa hàng tỷ bóng bán dẫn.

Tuy nhiên gần đây, xu hướng thu nhỏ bóng bán dẫn silicon đã chậm lại khi các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng bóng bán dẫn ở kích thước nhỏ có thể gây hại cho hoạt động của bộ xử lý, gây nhiều nguy cơ như rò rỉ dòng điện khi tắt bóng bán dẫn. Ngoài ra, việc thu nhỏ bóng bán dẫn silicon cũng gây lãng phí năng lượng, chẳng hạn như làm cạn kiệt pin điện thoại di động nhanh chóng và làm nóng thiết bị, tạo ra lượng nhiệt khổng lồ thải vào khí quyển.

 Vật liệu mới có thể thay thế chất bán dẫn silicon.

Nhận ra những hạn chế đó, các nhà khoa học tại Viện Công nghệ Israel đã sáng chế ra loại vật liệu mới được sử dụng để tạo ra một loại bóng bán dẫn mới có thể thay thế bóng bán dẫn silicon trong sản xuất chip.

Báo cáo nghiên cứu được công bố trên Tạp chí Advanced Functional Materials cho thấy, nhóm nghiên cứu đã phát triển loại oxit trong một hệ thống phòng thí nghiệm độc đáo, từ đó tạo ra loại vật liệu có tính dẫn điện và cách nhiệt cho phép tạo ra các bóng bán dẫn hiệu quả và chính xác.

Qua quá trình điều chỉnh, các nhà nghiên cứu đã đạt được khả năng kiểm soát khoảng cách giữa nguyên tử của vật liệu mới với độ chính xác tới đơn vị picometer (hoặc một phần nghìn nanomet), trong khi khoảng cách giữa hai nguyên tử trong silicon để so sánh là khoảng 1/4 nanomet.

Theo các nhà nghiên cứu, bóng bán dẫn trong tương lai sẽ được bật và tắt nhanh chóng nhờ mức độ điều chỉnh chính xác của vật liệu và cấu trúc nguyên tử của vật liệu đó.

Bảo Linh