Ảnh minh họa. (Nguồn: Reuters)

Nhóm các nhà khoa học Trung Quốc và Mỹ đã hợp tác phát minh ra một chất bán dẫn phù hợp với cầu dao hai tiếp điểm chế tạo từ graphene, một vật liệu carbon vượt trội so với silicon về điện thế.

Graphene là vật liệu 2 chiều được cấu thành từ chỉ một lớp nguyên tử carbon duy nhất và hiện được xem là vật liệu điện tử hứa hẹn nhất trong lĩnh vực này.

Tuy nhiên, cấu trúc vùng năng lượng có độ rộng vùng cấm bằng 0 của graphene dẫn đến không có chênh lệch năng lượng khi các electron trong thiết bị bán dẫn nhảy giữa các vùng năng lượng thấp và cao. Điều này đã cản trở graphene được sử dụng để biểu thị số 1 và 0 trong hệ thống máy tính điện tử.

Trong công trình được công bố trên tạp chí Nature, các nhà nghiên cứu thuộc Đại học Thiên Tân (Trung Quốc) và Đại học Công nghệ Georgia (Mỹ) đã mở thành công vùng cấm bằng 0 này bằng cách tạo ra một graphene trên các chất nền hợp chất silicon carbide (SiC) đơn tinh thể với độ rộng vùng cấm ở mức 0,6 eV.

Ngoài ra, vật liệu graphene do nhóm các nhà khoa học trên phát triển có khả năng thích ứng với sự thay đổi nhiệt độ trong phòng lớn hơn 10 lần so với vật liệu silicon.

Do đó, đây là một vật liệu bền vững về hóa học, cơ học và nhiệt học và có thể được tổng hợp bằng các kỹ thuật chế tạo thiết bị bán dẫn thông thường.

Nhóm nghiên cứu cho rằng thiết bị bán dẫn graphene 2 chiều có thể mở ra một hướng đi mới trong chế tạo các thiết bị điện tử hiệu suất cao ngoài các công nghệ dựa trên silicon truyền thống, báo trước một sự thay đổi cơ bản trong ngành điện tử./.