NgocVNPT
New Member
Vật liệu Graphene - tiềm năng tương lai của ngành điện tử
Các nhà khoa học đã tạo ra một transistor nhỏ nhất thế giới với độ dày 1 nguyên tử và chiều rộng 10 nguyên tử, làm từ một chất có thể thay thế silicon trong nay mai.
Tiến sĩ Novoselov cùng thiết bị có tích hợp chiếc nano-transistor. Ảnh: BBC.
Chiếc transistor, hay đúng ra là một công tắc đóng/mở (on/off switch), được tạo ra từ than chì ở dạng đơn lớp hay còn gọi là Graphene, chất mà tiềm năng của nó chỉ mới được phát hiện cách đây 4 năm.
Tiến sĩ Kostya Novoselov và giáo sư Andre Geim từ Trường vật lý và thiên văn (The School of Physics and Astronomy) thuộc Đại học Manchester đã mở ra hướng nghiên cứu ứng dụng của graphene vào điện tử và là những người đầu tiên tách lớp Graphene từ than chì.
Siêu vật liệu
Graphene đã cho thấy những tiềm năng ứng dụng rất lớn với cấu trúc phân tử phẳng-- chỉ dày bằng một nguyên tử và rất bền vững. Các nhà nghiên cứu đồng thời hướng đến ứng dụng của Graphene vào công nghệ hiển thị bởi tính trong suốt của nó.Các nhà khoa học ở Đại học Manchester đã chứng minh rằng Graphene có thể được áp dụng vào trong các mạch điện tử để tạo ra những transistor kích thước phân tử.
Tiến sĩ Novoselov cho biết Graphene có nhiều ưu điểm hơn Silicon nhờ tính dẫn điện tốt hơn khoảng 10 lần.
Ông nói "Những transistor này sẽ có thể hoạt động tại nhiệt độ thường, đó là yêu cầu cơ bản nhất của ngành điện tử."
Hiện nay, Graphene là chủ đề nghiên cứu nóng bỏng của ngành điện tử và bán dẫn bởi nó có tính dẫn điện cao, và hơn hết theo như phỏng đoán thì với kích thước càng nhỏ, hiệu quả hoạt động của nó càng cao.
Tương lai hé mở
Hiện nay, công nghệ bán dẫn dùng cát để tạo nên các wafer silicon. Những công ty lớn như Intel đã dự tính giảm kích thước của vi mạch điện tử xuống còn khoảng 10 nanomét-- nhỏ hơn 10 000 lần so với sợi tóc người.
Nano-transistor quan sát bởi kính hiển vi điện tử. Ảnh: BBC.
Tuy nhiên, các nhà khoa học đã chỉ ra rằng, sẽ rất khó thực hiện các vi mạch với kích thước nhỏ hơn 10 nanomét bởi ở giới hạn này đã bắt đầu xuất hiện sự rò rỉ electron. Do đó, các nhà khoa học hi vọng rằng từ bây giờ đến năm 2020, con người có thể tìm thấy được vật liệu có thể thay thế silicon.
Đến nay, vật liệu Graphene đã mở ra hi vọng cho ngành điện tử vượt qua rào cản này. Thế nhưng, việc sản xuất lớp Graphene đủ lớn để tạo ra wafer vẫn là một thử thách lớn.
Tiến sĩ Novoselov cho biết "Chúng tôi có thể điều chỉnh được quá trình sản xuất ở kích thước 20 nanomét, nhưng với kích thước 1 nanomét thì yếu tố may mắn vẫn là quyết định."
Để có thể chế tạo được microchip, wafer tạo ra phải kích thước vài centimét. Đến nay, tấm wafer từ Graphene lớn nhất được tạo ra chỉ có kích thước 100 micromét.
Tiến sĩ Novoselov phát biểu "Chúng tôi tin rằng công nghệ để thực hiện điều này sẽ nhanh chóng được tìm ra. Nếu kể từ lúc Graphene được phát hiện cách đây 4 năm thì chúng ta đã tiến được một bước khá dài."
"Mặc dù công nghệ dùng Graphene để sản xuất vi mạch hoàn toàn tương tự như công nghệ dùng Silicon, nhưng để đến được sự xuất hiện của Graphene trong vi mạch điện tử, chúng ta phải mất khoảng 10 năm nữa." Ông nói.
(theo BBC)
