Trung Quốc – Mỹ phối hợp tạo ra chất bán dẫn “thần kỳ”

Graphene được mô tả là một vật liệu đơn giản, tạo thành từ một lớp nguyên tử carbon, mỏng hơn tóc người khoảng 1 triệu lần.

"Graphene mạnh hơn hầu hết mọi vật liệu khác trong tự nhiên và đánh bại cả silicon khi nói đến tiềm năng điện tử" – nhóm các nhà khoa học Trung Quốc – Mỹ cho biết.

Kể từ khi graphene được phát hiện lần đầu tiên vào năm 2004, các nhà khoa học đã cố gắng kết hợp graphene với các vật liệu carbon khác nhằm tạo ra một loại chip mới tiêu thụ năng lượng ít hơn và hoạt động nhanh hơn bất kỳ chất bán dẫn hiện có nào.

Theo báo South China Morning Post, kết quả nghiên cứu mới nhất về graphene được dẫn dắt bởi giáo sư Ma Lei tại Trường ĐH Thiên Tân (Trung Quốc) và giáo sư Walt de Heer tại Viện Công nghệ Georgia (Mỹ). Cả hai đều tập trung vào thiết bị điện tử graphene và các vật liệu hai chiều khác, kể từ khi thành lập Trung tâm Hạt nano và Hệ thống nano quốc tế Thiên Tân tại Trường ĐH Thiên Tân vào năm 2018.

Trung Quốc – Mỹ phối hợp tạo ra chất bán dẫn “thần kỳ”
Các nhà khoa học lần đầu tiên tổng hợp thành công chất bán dẫn làm bằng graphene, có khả năng đánh bại cả silicon về tiềm năng điện tử. (Ảnh tư liệu: South China Morning Post).

Được biết đến là vật liệu hai chiều ổn định đầu tiên ở nhiệt độ phòng, cấu trúc điện tử đặc biệt của graphene khiến nó có "khe hở" bằng 0 – đồng nghĩa không có sự chênh lệch năng lượng khi các electron trong chất bán dẫn dịch chuyển giữa các dải năng lượng thấp và cao.

Các nhà khoa học Trung Quốc – Mỹ bằng phương pháp mới giúp hình thành một lớp đặc biệt trên graphene, gọi là "epigraphene", nhằm tạo ra khoảng trống cần thiết cho các electron chuyển động rất nhanh, nhanh hơn nhiều so với silicon và các vật liệu tương tự.

Lớp này rất quan trọng vì nó tạo ra một khoảng trống điện tử cần thiết, làm cho graphene phù hợp ứng dụng trong các thiết bị điện tử. Nó cũng đảm bảo rằng graphene bền và dễ gia công, mang lại triển vọng lớn về thương mại, theo nghiên cứu đăng trên tạp chí Nature của nhóm nhà khoa học trên.

Để đạt được bước đột phá này, nhóm nghiên cứu đã sử dụng một phương pháp gọi là "ủ gần như cân bằng", bao gồm việc làm nóng và làm lạnh vật liệu một cách cẩn thận để thay đổi cấu trúc của nó.

"Bước tiến này không chỉ mở ra những hướng đi mới cho thiết bị điện tử hiện đại, vượt xa công nghệ dựa trên silicon truyền thống mà còn tiếp thêm nguồn năng lượng mới cho công nghiệp bán dẫn" - báo cáo trên trang web Trường ĐH Thiên Tân khẳng định.

"Nghiên cứu này không chỉ duy trì tính ổn định vượt trội của graphene mà còn tạo ra những đặc tính điện tử mới, mở đường cho việc chế tạo chip làm bằng graphene trong tương lai" - báo Khoa học và Công nghệ có trụ sở tại Bắc Kinh viết hôm 5-1.

Dẫu vậy, các nhà khoa học Trung Quốc – Mỹ tại Trường ĐH Thiên Tân đánh giá có thể phải mất từ 10 -15 năm nữa để đưa chất bán dẫn graphene vào sản phẩm công nghiệp và thương mại hóa.

Từ khóa liên quan:
Loading...
TIN CŨ HƠN
Dự án khoan đường hầm tới lò magma núi lửa

Dự án khoan đường hầm tới lò magma núi lửa

Iceland có thể đi vào lịch sử khoa học khi trở thành nước đầu tiên khoan tới lò magma núi lửa vào năm 2026.

Đăng ngày: 08/01/2024
Magma có sức tàn phá như thế nào?

Magma có sức tàn phá như thế nào?

Trong quá khứ, sức mạnh của magma đã gây ra vô số tổn thất bi thảm, khiến cư dân ở mọi ngóc ngách đều cảm nhận được sức mạnh và sự hùng vĩ của Trái đất.

Đăng ngày: 07/01/2024
Cầu Cổng Vàng ở Mỹ hoàn thành lắp đặt lưới chống tự sát

Cầu Cổng Vàng ở Mỹ hoàn thành lắp đặt lưới chống tự sát

Một hệ thống lưới thép không gỉ đã được lắp đặt dưới thành cầu Cổng Vàng tại San Francisco (Mỹ) trong một nỗ lực ngăn ngừa tự sát tại đây.

Đăng ngày: 06/01/2024
Sự ra đời của chiếc trực thăng đầu tiên trên thế giới

Sự ra đời của chiếc trực thăng đầu tiên trên thế giới

Máy bay VS-300 là trực thăng với một rotor chính đầu tiên trên thế giới hoạt động được, đặt nền móng cho công nghệ máy bay trực thăng hiện đại.

Đăng ngày: 05/01/2024
Kỹ năng sinh tồn của người sống sót sau 24 giờ rơi xuống biển đầy cá mập

Kỹ năng sinh tồn của người sống sót sau 24 giờ rơi xuống biển đầy cá mập

Một người đàn ông New Zealand đã sống sót thần kỳ sau hơn 24 giờ rơi xuống biển đầy cá mập, nhờ kỹ năng sinh tồn tốt trước khi được cứu.

Đăng ngày: 05/01/2024
Năm nhuận 2024 có ý nghĩa gì?

Năm nhuận 2024 có ý nghĩa gì?

Năm mới 2024 đã đến với chúng ta và nó sẽ trọn vẹn khi có thêm một ngày nữa và được gọi là năm nhuận.

Đăng ngày: 05/01/2024

"Khi tàu và đường sắt cao tốc "hết date", chúng sẽ kết thúc ở đâu?" - Thú vị với câu trả lời từ Trung Quốc

Mọi thứ được sản xuất ra đều có " tuổi thọ", và điều này không loại trừ các tuyến đường sắt cao tốc (HSR).

Đăng ngày: 04/01/2024
Tiêu điểm
Khoa Học News