Nhờ kỹ thuật mới này máy photo cũ sẽ mỏng bằng tờ giấy

Các kỹ sư từ Phòng thí nghiệm nhà nước Lawrence Berkeley thuộc Bộ Năng lượng Mỹ đã phát triển một phương pháp mới để sản xuất các bóng bán dẫn và mạch điện với độ dày chỉ cỡ vài nguyên tử. Kỹ thuật máy photocopy này phụ thuộc vào hai nguyên liệu quan trọng, graphene dẫn điện và một hợp chất bán dẫn được gọi là Transition -metal di-chalcogenide hay TMDC (một chất bán dẫn độ dầy cấp nguyên tử giữa các chất kim khí chuyển tiếp và các chất chalcogen như diêm sinh, Selen).

Đây có thể như một tin tốt cho định luật Moore, vốn dự đoán rằng mật độ bóng bán dẫn sẽ tăng gấp đôi sau mỗi hai năm. Có thể nói định luật này đã dẫn đường và truyền cảm hứng cho việc nghiên cứu chất bán dẫn trong gần 50 năm qua, nhưng giờ nó đang bước vào thời kỳ phong phanh nhất của mình. Ở kích thước 5nm đến 10nm, các kỹ thuật máy photocopy secondhand lại đang chống lại một số định luật căn bản của vật lý, đặc biệt với những bộ phận được tạo ra từ silicon.

Nói một cách đơn giản, silicon là một vật liệu tích tụ. Tính bán dẫn của Silicon xảy ra nhờ vào việc bổ sung các tạp chất vào cấu trúc dạng lưới trong tinh thể của chúng và việc tận dụng cách sắp đặt này đòi hỏi phải dùng một lượng tích các nguyên liệu. vì vậy, hình như để hạ thấp giới hạn của chất silicon cần cho việc sinh sản chất bán dẫn, sẽ đòi hỏi phải có các nguyên liệu mới.

"Khi bạn đạt đến kích tấc này, bạn sẽ không thể bật tắt các miếng silicon được nữa", Mervin Zhao, tác giả đứng đầu về tài liệu mới được công bố vào thứ Hai vừa qua trên Nature Nanotechonology biểu hiện về nghiên cứu của phòng thí nghiệm Berkeley, cho biết. "Lúc đó nó sẽ giống như một công tắc hỏng".

Dùng graphene, một siêu nguyên liệu hấp dẫn với các thuộc tính đáng mơ ước để trở nên một tinh thể hai chiều. Trong khi một lớp nguyên liệu graphene đơn lẻ thiếu một vùng trống điện tử (bandgap: khoảng cách ở giữa vùng hóa trị và vùng dẫn trong chất bán dẫn), thành thử nó thiếu đi khả năng "tắt điện" và không thể hoạt động hiệu quả bên trong một bóng bán dẫn (bản tính là một công tắc bật tắt điện), nó có thể ứng dụng để triển khai trong hệ thống dây điện và các kết liên mạng trong những thiết bị thế hệ tiếp theo.

Còn với vật liệu bán dẫn mới ở đây, ý tưởng là sử dụng graphene như một chất nền dẫn điện, phê chuẩn đó các kênh có thể được khắc bằng phương pháp in litho và sau đó được cấy với một TMDC gọi là Molybden di-Sulfide (MoS2), để nó có thể tự phát triển lên (vốn là phương pháp phổ thông trong việc xây dựng các vật với kích tấc nano).



Quá trình khắc sẽ có tác dụng để lại các chỗ khuyết nhỏ và các gai dọc theo những cạnh mới chạm khắc của miếng graphene, tạo ra nơi để chất TMDC bám vào và ưu tiên phát triển dọc theo các cạnh này. Theo cách này, TMDC chỉ phát triển bên trong các kênh dẫn này và không phát triển trên các bề mặt tương đối nhẵn phía trên và dưới của chất graphene.

Trong khi miếng graphene hai chiều không dễ dàng "tắt" điện, tính chất dẫn điện của nó có thể được điều chỉnh rất cẩn thận. Nó có thể thắt chặt điểm xúc tiếp điện giữa graphene và chất Molybden di-Sulfide trong các mối nối Ohmic đơn lẻ, hoặc các điểm nơi dòng điện đi qua từ một chất bán dẫn đến một chất dẫn điện và trái lại. Điều này cho phép "dị thể" (heterostructure) cần thiết để tạo nên các bóng bán dẫn hoạt động được, nơi graphene đóng vai trò như một điện cực làm nhiệm vụ bắn dòng điện vào trong Molybden di-Sulfide.

Trong hình vẽ bóng bán dẫn dưới đây, các vùng graphene sẽ được đặt ở mặt dưới các miếng màu trắng mờ, trong khi các ô nhỏ hình vuông màu xanh nhạt là chất TMDC. Trạng thái bật tắt của bóng bán dẫn sẽ được quy định bởi khả năng dẫn điện của cầu nối TMDC, vốn kết nối với các điện cực graphene ở mặt bên kia. dạng này sẽ đại diện cho thông tin.

Như các chú thích của tài liệu trên, ý tưởng căn bản này đã được nhận ra trước đây, nhưng nó mới chỉ là một chứng cớ về khái niệm và chưa đến chừng độ mở mang như hiện tại. Trong khi những thế trước đây đã sử dụng các phương pháp tương đối thủ công khi xây dựng kiến trúc này, ở đây các nhà nghiên cứu đã phát triển được các mạch điện của họ bằng hóa học.

Để chứng minh khả năng mở rộng của kỹ thuật máy photocopy 3008A này, các nhà nghiên cứu Berkeley đã xây dựng một bộ chỉnh lưu, hay cổng NOT, với kích tấc chỉ milimet. "Giờ sau khi biểu diễn trên một áp dụng logic, rõ ràng rằng việc điều khiển qua các mô hình được thiết kế một cách tùy ý sẽ đưa ra nền tảng cho phát triển điện toán nguyên tử một cách hóa học". Họ kết luận.

Trong khi Zhao và nhóm của mình tuồng như đã giải quyết được một vấn đề rất sâu sắc, ngày nay nó mới chỉ kiến thức cơ bản hơn là kiến thức thực tế. Trong khi các bóng bán dẫn ở đây có thể chỉ mỏng bằng một nanomet, chúng ta vẫn đang dùng các bóng bán dẫn với kích thước milimet cả về chiều dài và chiều rộng. Thu hẹp công nghệ hiện tại xuống đến giới hạn của silicon, nơi kích thước chiều dài và chiều rộng của bóng bán dẫn có thể so sánh với độ dày của nguyên liệu này vẫn là điều chưa thể nói trước.

"Liệu khi xuống đến kích thước 5 nm, nó sẽ còn hoạt động như một bóng bán dẫn hay không, tôi cũng không biết". Ông Zhao cho biết. "Có thể nó sẽ hoạt động, nhưng sẽ còn nhiều vấn đề phải giải quyết để làm thế nào lắp ráp nhiều vật liệu như vậy với nhau thành các mạch điện. Đó mới chỉ là bước trước hết của cả quá trình này".

Hiện tại, Thiên Băng cung cấp dịch vụ cho thuê máy photocopy ở thị trường rộng khắp, Thiên Băng phục vụ khách hàng ở bất kì nơi nào xa nhất có thể trong phạm vi khả năng. Để được tư vấn nhiệt tình, tìm hiểu về máy photocopy rõ ràng nhất trước khi thuê hoặc đến để xem máy trực tiếp mời bạn liên hệ với Thiên Băng theo thông tin bên dưới hoặc điền vào bảng đăng ký để được liên hệ lại.

CÔNG TY TNHH TM DV XNK THIÊN BĂNG
Website: toshibathienbang.vn
Tel: (08) 3991 9432 - (08) 3991 4624
Hotline: 0903 825 357 (Mr.Hùng)
Địa chỉ: 55 Hoàng Diệu, Phường 10, Quận Phú Nhuận, TP.HCM