Tin KHCN nước ngoài
Vi chip điện tử dày 3 nguyên tử (14/12/2016)
-   +   A-   A+   In  

Theo một nghiên cứu mới, vi chip điện tử chỉ dày 3 nguyên tử có thể được sử dụng để sản xuất các mạch tiên tiến công suất lớn, dẻo và trong suốt. Đây là một phương thức mới để sản xuất hàng loạt các vật liệu nguyên tử mỏng và thiết bị điện tử.

Vi chip này có thể được sử dụng để chế tạo màn hình điện tử trên cửa sổ hoặc kính chắn gió cùng với các vi chip công suất lớn trong đó, mạch điện mở rộng không chỉ 2 chiều mà cả 3 chiều.
Hơn 50 năm qua, silic là xương sống của ngành công nghiệp điện tử. Tuy nhiên, khi các bóng bán dẫn silic đạt đến giới hạn thu nhỏ, các nhà khoa học trên toàn thế giới đã chuyển sang nghiên cứu các vật liệu mới làm nền tảng cho các thiết bị thậm chí còn nhỏ hơn.

Trong thập kỷ qua, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng vật liệu nguyên tử mỏng được sử dụng làm nền tảng của các thiết bị điện tử. Ví dụ, các tấm graphene, vật liệu dùng làm đầu bút chì, chỉ dày một nguyên tử cacbon. Graphene là chất dẫn điện tốt, nên lý tưởng để sử dụng trong hệ thống dây điện.

Tuy nhiên, theo nghiên cứu trước đây, graphene không phải là chất bán dẫn, mà là silic. Có nghĩa là graphene không dễ được sử dụng trong các bóng bán dẫn, công tắc rất nhỏ nằm ở trung tâm của các mạch điện tử. Một chất bán dẫn có thể đóng vai trò là chất dẫn điện hoặc chất cách điện để kích hoạt hoặc ngắt dòng điện. Các bóng bán dẫn thường được làm bằng chất bán dẫn, phải phụ thuộc vào tính chất của các vật liệu này để thể hiện các bit dữ liệu dưới dạng số 1 và 0.

Vì vậy, để thay thế graphene, một số nhà nghiên cứu đang sử dụng molybdenit hoặc molybdenum disulfide (MoS2) cho các thiết bị điện tử tiên tiến. Molybdenum disulfide là chất bán dẫn và theo nghiên cứu mới, bóng bán dẫn molybdenum disulfide có thể được bật và tắt tốt hơn nhiều so với graphene và có phần tốt hơn so với silic.

Hơn nữa, các màng molybdenum disulfide chỉ mỏng cỡ 3 nguyên tử, mỗi nguyên tử bao gồm một tấm nguyên tử molypden kẹp giữa hai lớp nguyên tử lưu huỳnh. Một lớp molybdenum disulfide đơn phân tử chỉ bằng dày 6/10 nanomet. Ngược lại, một lớp vi chip silic dày khoảng 100 nanomet.

Nhóm nghiên cứu đã tìm cách sản xuất hàng loạt các lớp vật liệu siêu mỏng như graphene và molybdenum disulfide. Ví dụ, các thí nghiệm ban đầu với graphene liên quan đến việc bóc các lớp vật liệu ra khỏi một tảng đá bằng băng dính, một kỹ thuật có thể không được sử dụng trên thực tế để sản xuất vật liệu trên quy mô lớn.

Hiện nay, các nhà khoa học đã đưa ra một chiến lược mới để sản xuất đại trà chip molybdenum disulfide. Cụ thể, các nhà khoa học đã đốt một lượng nhỏ molypden và lưu huỳnh và sau đó sử dụng hơi nước để tạo nên các lớp mỏng molybdenum disulfide đơn phân tử trên nhiều bề mặt như thủy tinh hoặc silic. Kết quả cho ra đời chip molybdenum disulfide đơn phân tử rộng khoảng 1,5 mm.

Để chứng minh cách các mạch được khắc trên chip đơn phân tử, các nhà khoa học đã sử dụng các chùm electron để khắc logo của trường Đại học Stanford vào phim molybdenum disulfide. Ngoài ra, họ còn khắc chân dung của bà Hillary Clinton và ông Donald Trump, hai ứng cử viên của cuộc bầu cử Tổng thống Hoa Kỳ năm 2016.

Cần thực hiện thêm nghiên cứu để tìm cách loại bỏ lớp disulfide molypden trên các bề mặt như vải hoặc giấy. Phương thức để thực hiện có thể liên quan đến một quy trình công nghiệp tương đối nổi tiếng, phủ màng mỏng đơn phân tử bằng một polime nhựa dẻo, dính và sau đó tách nhẹ hỗn hợp này khỏi bề mặt.

Nguồn: www.vista.gov.vn

Số lượt đọc: 3736

Về trang trước Về đầu trang