Buzz
TPO - Các nhà nghiên cứu đang tìm cách tận dụng các khiếm khuyết của một vật liệu siêu mỏng để tạo ra chip máy tính nhanh hơn và hiệu quả hơn so với công nghệ bán dẫn silicon hiện tại.
Chip thế hệ mới nhanh và hiệu quả vượt trội. (Ảnh: Yuichiro Chino)
'Hầu hết các thiết bị điện tử hiện nay đều sử dụng chip làm từ silicon, một vật liệu ba chiều,' Shoaib Khalid, nhà vật lý tại Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Plasma Princeton, cho biết. Hiện nhiều công ty đang đầu tư vào chip sử dụng vật liệu hai chiều (2D).'
Vật liệu 2D này, gọi là dichalcogenide kim loại chuyển tiếp (TMD), chỉ dày vài nguyên tử. Chip từ chất bán dẫn siêu mỏng này có thể giúp tạo ra các thiết bị nhỏ gọn hơn, nhanh hơn bằng cách tích hợp nhiều sức mạnh xử lý hơn trên một diện tích nhỏ.
Trong một nghiên cứu công bố trên tạp chí 2D Materials, nhóm của Khalid đã khám phá liệu việc sử dụng TMD thay silicon có thể là bước đột phá khi công nghệ chip silicon đang đạt đến giới hạn hay không. TMD mỏng nhất chỉ dày ba nguyên tử và được sắp xếp như một chiếc bánh sandwich. Các nhà khoa học đang xem xét việc khai thác những khiếm khuyết nguyên tử nhỏ trong TMD dày hơn một chút.
Dù phần lớn nguyên tử trong TMD được sắp xếp có trật tự, thỉnh thoảng sẽ có một nguyên tử bị thiếu hoặc nằm không đúng chỗ. Tuy nhiên, các nhà khoa học nhận thấy rằng những khiếm khuyết này không phải lúc nào cũng xấu; chẳng hạn, một số khiếm khuyết giúp TMD dẫn điện tốt hơn.
Để khai thác lợi ích từ các khiếm khuyết và giảm thiểu hậu quả tiêu cực, các nhà khoa học cần hiểu rõ cách những khuyết tật hình thành và ảnh hưởng đến hiệu suất vật liệu. Nhóm nghiên cứu của Khalid đã xác định các loại khuyết tật dễ hình thành nhất trong TMD và nghiên cứu tác động của chúng lên đặc tính vật liệu.
Các nhà khoa học cho rằng, hiểu biết về ảnh hưởng của những khuyết tật này có thể giúp phát triển chip máy tính thế hệ mới. Dù chip TMD chưa sẵn sàng cho thị trường, các công ty đang tìm cách sử dụng chip TMD siêu mỏng để xử lý các hoạt động AI tiêu tốn năng lượng.
