Theo các nhà nghiên cứu tại Đại học Columbia, Hoa Kỳ, Re6Se8Cl2 là chất bán dẫn nhanh nhất và hiệu quả nhất cho đến nay. Khám phá này là kết quả của một sự trùng hợp ngẫu nhiên, được công bố trên tạp chí Science.

Nhà nghiên cứu Milan Delor cho biết: “Về mặt vận chuyển năng lượng, Re6Se8Cl2 là chất bán dẫn tốt nhất mà chúng tôi biết, ít nhất là cho đến nay”.

Đại học Columbia giải thích rằng khi nghiên cứu sinh tiến sĩ Jack Tulyag lần đầu tiên mang Re6Se8Cl2 đến phòng thí nghiệm, anh ấy chỉ muốn kiểm tra độ phân giải của kính hiển vi bằng một vật liệu vừa chế tạo ra. Tuy nhiên, kết quả khiến họ rất bất ngờ. Thay vì tốc độ di chuyển chậm chạp, họ chứng kiến chuyển động ở tốc độ nhanh chưa từng thấy.

Các nhà khoa học cho biết khám phá này có thể giúp khắc phục những thiếu sót của chất bán dẫn.

Chất bán dẫn có những hạn chế của chúng. Cấu trúc nguyên tử của bất kỳ vật liệu nào cũng rung động, tạo ra các hạt lượng tử gọi là phonon. Đổi lại, các phonon khiến hạt mang năng lượng trong thiết bị điện tử phân tán, làm chậm tốc độ truyền thông tin và năng lượng bị mất dưới dạng nhiệt.

Trong trường hợp của Re6Se8Cl2, thay vì tán xạ khi tiếp xúc với các phonon, các exiton liên kết với chúng để tạo ra các giả hạt mới gọi là exciton-polon âm thanh. Những giả hạt mới này trong Re6Se8Cl2 có một đặc tính đặc biệt: chúng có khả năng chảy theo đường thẳng hoặc không bị phân tán. Các nhà nghiên cứu kết luận rằng điều này một ngày nào có thể mở đường cho các thiết bị nhanh và hiệu quả hơn.

Trong các thí nghiệm do nhóm thực hiện, các exciton-polon âm thanh nhanh gấp đôi so với các electron trong silicon – và vượt qua mẫu thử trong chưa đầy một nano giây.

T/H