Gần như tất cả các chip máy tính đều sử dụng silicon, chất liệu tạo nên phần lớn công nghệ hiện đại. Nhưng một nhóm các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra một giải pháp thay thế khả thi - và nó có thể là "vật liệu bán dẫn tốt nhất từng được tìm thấy."

Các nhà khoa học từ Viện Công nghệ Massachusetts (MIT), Đại học Houston và các tổ chức khác vào tháng trước đã công bố một bài báo chứng minh một vật liệu gọi là boron khối arsenide dẫn nhiệt và điện tốt hơn nhiều. Theo MIT, phát hiện này có thể mở ra con đường ngắn nhất và nhanh nhất để có được chip.

Trong số các nhà khoa học phát minh ra thành tích này có Chen Gang, một giáo sư kỹ thuật cơ khí của MIT. Khám phá mới nhất đánh dấu sự trở lại của giáo sư Chen với tư cách là một nhà khoa học hàng đầu trong lĩnh vực cơ khí. Trước đó, giáo sư Chen bị bắt vào tháng 1 năm 2021 vì bị cáo buộc không tiết lộ mối quan hệ với các tổ chức Trung Quốc. Các cáo buộc đã được bãi bỏ vào đầu năm nay vì thiếu bằng chứng.

Nhóm nghiên cứu, bao gồm phó tiến sĩ Jungwoo Shin của MIT và giáo sư Zhifeng Ren của Đại học Houston, đã phát hiện ra rằng độ dẫn nhiệt của boron khối arsenide "lớn hơn gần 10 lần so với silicon", có thể là một "yếu tố thay đổi cuộc chơi", theo MIT.

Nó cũng có một dải tần rất tốt, một đặc tính mang lại cho nó tiềm năng lớn như một vật liệu bán dẫn.

“Điều này thật ấn tượng, bởi vì tôi thực sự không biết bất kỳ vật liệu nào khác, ngoài graphene, có tất cả các đặc tính này,” Chen nói trong một bản tin của MIT. "Và đó là vật liệu dạng khối với những đặc tính này."

Mặc dù arsenide boron khối nghe có vẻ như giấc mơ chip thành hiện thực, nhưng nó mới chỉ được chế tạo và thử nghiệm trong các lô nhỏ quy mô phòng thí nghiệm và các lô không đồng nhất. Thách thức hiện nay là tìm ra cách để sản xuất hàng loạt vật liệu này một cách thực sự kinh tế mà vẫn duy trì chất lượng đồng nhất. 

Giáo sư Chen nói: “Silicon là đầu tàu của toàn bộ ngành công nghiệp. "Vì vậy, đúng là chúng tôi đã có một loại vật liệu tốt hơn, nhưng liệu nó có thực sự bù đắp được ngành công nghiệp không? Chúng tôi không biết." Mặc dù vật liệu này trông gần giống như một chất bán dẫn lý tưởng, nhưng "liệu nó có thể thực sự xâm nhập vào một thiết bị và thay thế một số thiết bị trên thị trường hiện tại hay không, tôi nghĩ rằng điều đó vẫn chưa được chứng minh."

Tính ổn định lâu dài và độ bền của vật liệu này vẫn chưa được thử nghiệm. Theo MIT, việc sử dụng thương mại arsenide boron khối có thể vẫn còn một chặng đường dài, nhưng nó vẫn có thể tạo ra sự khác biệt trong một số mục đích sử dụng trong tương lai gần vì những đặc tính độc đáo của nó, theo MIT.

Nghiên cứu này được hỗ trợ bởi Văn phòng Nghiên cứu Hải quân Hoa Kỳ và Quỹ Khoa học Quốc gia. Nhưng nhiều nguồn tài trợ hơn sẽ rất quan trọng.

“Thực sự cần nhiều người phát triển các cách khác nhau để tạo ra các vật liệu tốt hơn và đặc trưng cho chúng,” giáo sư Chen nói, nhưng ông không chắc liệu có đủ kinh phí cần thiết để phát triển nó hay không.

Trung Việt