(Tin tức Nanowerk) Khi các mạch tích hợp cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện tử của chúng ta ngày càng mạnh hơn thì chúng cũng ngày càng nhỏ hơn. Xu hướng vi điện tử này chỉ tăng tốc trong những năm gần đây khi các nhà khoa học cố gắng lắp ngày càng nhiều thành phần bán dẫn trên chip. Vi điện tử phải đối mặt với một thách thức lớn vì kích thước nhỏ của chúng. Để tránh hiện tượng quá nhiệt, các thiết bị vi điện tử chỉ cần tiêu thụ một phần điện năng so với các thiết bị điện tử thông thường trong khi vẫn hoạt động ở hiệu suất cao nhất. Các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm quốc gia Argonne thuộc Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (DOE) đã đạt được bước đột phá có thể cho phép một loại vật liệu vi điện tử mới thực hiện được điều đó. Trong một nghiên cứu mới được công bố trên Vật liệu tiên tiến (“Gating oxi hóa khử để điều chế sóng mang khổng lồ và điều khiển pha duy nhất”), nhóm Argonne đã đề xuất một loại kỹ thuật “gating oxi hóa khử” mới có thể điều khiển chuyển động của các electron vào và ra khỏi vật liệu bán dẫn. Minh họa cổng oxi hóa khử để thao tác sóng mang và điều khiển điện trường của trạng thái điện tử. Các sợi màu xanh lá cây đại diện cho các phân tử chức năng dành cho cổng oxy hóa khử và khả năng hoạt động ở công suất thấp bắt chước quá trình chuyển đổi khớp thần kinh trong não người, được biểu thị bằng khớp thần kinh cơ bản. (Hình ảnh: Phòng thí nghiệm quốc gia Argonne) “Redox” dùng để chỉ một phản ứng hóa học gây ra sự chuyển giao điện tử. Các thiết bị vi điện tử thường dựa vào “hiệu ứng trường” điện để điều khiển dòng điện tử hoạt động. Trong thí nghiệm, các nhà khoa học đã thiết kế một thiết bị có thể điều chỉnh dòng điện tử từ đầu này sang đầu kia bằng cách đặt một điện áp – về cơ bản là một loại áp suất đẩy điện – qua một vật liệu hoạt động như một loại cổng điện tử. Khi điện áp đạt đến một ngưỡng nhất định, khoảng một nửa vôn, vật liệu sẽ bắt đầu bơm các electron qua cổng từ vật liệu oxi hóa khử nguồn vào vật liệu kênh. Bằng cách sử dụng điện áp để điều chỉnh dòng điện tử, thiết bị bán dẫn có thể hoạt động giống như một bóng bán dẫn, chuyển đổi giữa trạng thái dẫn điện nhiều hơn và trạng thái cách điện hơn. Nhà khoa học vật liệu Argonne, Dillon Fong, tác giả của nghiên cứu cho biết: “Chiến lược điều chỉnh oxi hóa khử mới cho phép chúng tôi điều chỉnh dòng điện tử với một lượng lớn ngay cả ở điện áp thấp, mang lại hiệu suất năng lượng cao hơn nhiều”. “Điều này cũng ngăn ngừa thiệt hại cho hệ thống. Chúng tôi thấy rằng những vật liệu này có thể được luân chuyển nhiều lần mà hiệu suất hầu như không bị suy giảm.” Nhà khoa học vật liệu Argonne Wei Chen, một trong những tác giả đồng tác giả của nghiên cứu cho biết: “Việc kiểm soát các đặc tính điện tử của vật liệu cũng mang lại lợi ích đáng kể cho các nhà khoa học đang tìm kiếm các đặc tính mới nổi ngoài các thiết bị thông thường”. Ông nói: “Chế độ subvolt, nơi vật liệu này hoạt động, là mối quan tâm lớn đối với các nhà nghiên cứu đang tìm cách tạo ra các mạch hoạt động tương tự như bộ não con người, vốn cũng hoạt động với hiệu suất năng lượng cao”. Nhà vật lý Argonne Hua Zhou, một đồng tác giả khác của nghiên cứu cho biết, hiện tượng cổng oxi hóa khử cũng có thể hữu ích trong việc tạo ra các vật liệu lượng tử mới mà các pha của chúng có thể được điều khiển ở mức năng lượng thấp. Hơn nữa, kỹ thuật đo oxy hóa khử có thể mở rộng trên các chất bán dẫn chức năng linh hoạt và vật liệu lượng tử chiều thấp bao gồm các nguyên tố bền vững.

• Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Trao quyền cho chính mình. Truy cập Tại đây.
• PlatoAiStream. Thông minh Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
• Trung tâmESG. Than đá, công nghệ sạch, Năng lượng, Môi trường Hệ mặt trời, Quản lý chất thải. Truy cập Tại đây.
• PlatoSức khỏe. Tình báo thử nghiệm lâm sàng và công nghệ sinh học. Truy cập Tại đây.
• nguồn: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/newsid=64847.php