Phát hiện vật liệu kỹ thuật mới có thể thay thế silicon trong sản xuất chip

Theo khẳng định của Viện Công nghệ Israel, vật liệu này có thể được sử dụng để tạo ra một loại bóng bán dẫn mới dùng để sản xuất chip, thay thế cho bóng bán dẫn silicon có chức năng bị hạn chế do kích thước siêu nhỏ của chúng.

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 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 các bóng bán dẫn silicon đã chậm lại khi các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng các bóng bán dẫn ở kích thước nhỏ có thể gây hại cho hoạt động của bộ xử lý, gây ra nhiều nguy cơ như rò rỉ dòng điện khi tắt bóng bán dẫn.

Ngoài ra, việc thu nhỏ các 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.

Báo cáo nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Advanced Functional Materials cho thấy nhóm nghiên cứu đã phát triển oxit trong một hệ thống phòng thí nghiệm độc đáo, đồng thời đạt được hiệu quả đối với các đặc tính dẫn điện và cách nhiệt của vật liệu này để tạo ra các bóng bán dẫn hiệu quả và chính xác.

Các nhà nghiên cứu đã đạt được khả năng kiểm soát khoảng cách giữa các 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, các 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.