Tự nhiên
[ Đăng ngày (06/12/2013) ]
|
Vật liệu dẫn điện hiệu suất 100%
|
|
Nhóm các nhà vật lý lý thuyết thuộc Khoa Năng lượng của Phòng thí nghiệm máy gia tốc quốc gia SLAC và Đại học Stanford đang đặt giả thiết rằng vật liệu stanene, một lớp đơn gồm các nguyên tử thiếc sắp xếp theo cấu trúc hai chiều, có thể đạt hiệu suất dẫn điện 100% ở nhiệt độ phòng. Nếu phát hiện này được khẳng định, có thể mở ra một phương thức mới sản xuất chíp máy tính có tốc độ chạy nhanh hơn, tiêu thụ ít năng lượng hơn và gần như không sinh nhiệt.
|
Stanene là một ví dụ của chất cách điện tôpô, là loại vật liệu chỉ dẫn điện trên các cạnh ngoài hoặc các bề mặt. Khi vật liệu cách điện chỉ dày bằng một nguyên tử, các cạnh của vật liệu này sẽ dẫn điện với hiệu suất 100%, buộc các điện tử phải di chuyển theo các đường đã định sẵn mà không có điện trở.
Nhóm các nhà khoa học do giáo sư Shoucheng Zhang, thuộc Đại học Standford dẫn đầu đang nghiên cứu một số cấu trúc của vật liệu cách điện tôpô. Nếu stanene có các tính chất như đã nêu trên, đây sẽ là một phát hiện quan trọng vì là vật liệu cách điện tôpô đầu tiên có thể hoạt động ở nhiệt độ phòng.
Theo nhóm nghiên cứu, khi thêm các nguyên tử flo vào cấu trúc nguyên tử của stanene, vật liệu này sẽ có thể dẫn điện với hiệu suất cao ở nhiệt độ 100oC.
Giống như graphene, thách thức chính trong sản xuất và thử nghiệm các đặc tính của stanene là việc chế tạo các tấm vật liệu chỉ dày bằng một nguyên tử. Tuy nhiên, nếu các nhà khoa học có thể vượt qua trở ngại này thì ứng dụng đó sẽ rất tuyệt vời.
Theo GS. Zhang, một lớp stanene-flo có thể được sử dụng để chế tạo hệ thống dây điện trong bộ vi xử lý. Nó sẽ giúp giảm đáng kể lượng điện năng tiêu thụ và sinh nhiệt của chíp máy tính với hiệu suất hoạt động cao hơn hiệu suất lý tưởng của graphen. Stanene còn có thể được sử dụng trong nhiều cấu trúc mạch, bao gồm cả việc thay thế silicon trong các bóng bán dẫn.
Nghiên cứu được đăng chi tiết trên tạp chí Physical Review Letters. |
Theo NASATI (Gizmag, 1/12/2013) (dnttrang)
|