Vật liệu hữu cơ mới từ Mỹ mở đường cho chip siêu việt
09/05/25
 |
| Shen, Wang và Shiri với phân tử của họ và mô hình hóa học của nó. Nguồn: Joshua Prezant/Đại học Miami |
Giữa bối cảnh ngành bán dẫn chật vật với giới hạn vật lý của silicon, các nhà khoa học Mỹ vừa công bố đột phá: vật liệu phân tử hữu cơ với khả năng dẫn điện chưa từng có, hứa hẹn lật đổ silicon và mở ra kỷ nguyên chip mới. Nghiên cứu trên Journal of the American Chemical Society thách thức những giới hạn tưởng chừng bất khả xâm phạm.
Đội ngũ "phù thủy vật liệu" đến từ Đại học Miami, phối hợp cùng các chuyên gia từ Viện Công nghệ Georgia và Đại học Rochester, đã tạo ra một phân tử "lai" độc đáo, kết hợp một cách tài tình các nguyên tố phổ biến như carbon, lưu huỳnh và nitơ. Điều làm nên sự khác biệt nằm ở cấu trúc phân tử được thiết kế tỉ mỉ, cho phép dòng electron di chuyển một cách gần như hoàn hảo.
Tiến sĩ Kun Wang nhấn mạnh: "Trước đây, vật liệu phân tử 'ngốn' điện năng khi electron di chuyển. Nhưng phát hiện này chứng minh khả năng tạo 'đường cao tốc' cho electron trong hàng chục nanomet mà không hao phí năng lượng." Đây là bước nhảy vọt về dẫn điện ở cấp độ phân tử. Vật liệu này còn bền bỉ và dễ tổng hợp.
Ứng dụng tiềm năng của nó trải dài từ những cải tiến mang tính cách mạng trong điện toán hiện tại đến việc đặt nền móng cho các công nghệ lượng tử tương lai. Tiến sĩ Mehrdad Shiri từ Đại học Miami hình dung rằng phân tử này có thể được tích hợp vào chip như những "dây thần kinh" nano siêu nhỏ, thay thế cho các đường mạch kim loại hoặc silicon cồng kềnh hiện nay.
 |
| Nguồn: Joshua Prezant/Đại học Miami |
Giáo sư Kun Wang còn hé lộ một khả năng đầy hứa hẹn khác: "Khả năng dẫn điện siêu việt của phân tử này bắt nguồn từ sự tương tác kỳ lạ giữa các spin electron ở hai đầu của nó." Chính tương tác spin này đã mở ra một cánh cửa tiềm năng để khai thác hệ thống phân tử này như một qubit - "linh hồn" của điện toán lượng tử.
Phát hiện này không chỉ là một cột mốc khoa học đơn thuần, mà còn là một lời tuyên chiến với những giới hạn của Định luật Moore và sự trì trệ của vật liệu silicon truyền thống. Nếu được tối ưu hóa và sản xuất hàng loạt thành công, vật liệu hữu cơ siêu dẫn này hoàn toàn có khả năng viết lại lịch sử ngành công nghiệp bán dẫn, định hình lại cách chúng ta thiết kế và sử dụng các thiết bị điện tử trong tương lai - từ chiếc smartphone trong túi bạn đến những cỗ máy tính lượng tử mạnh mẽ nhất.
shared via News@TheU,
