Tìm ra vật liệu mới giúp cung cấp năng lượng cho thiết bị điện tử

Một nhóm nghiên cứu tại Đại học bang Ohio đã phát hiện ra một cách để đơn giản hóa việc sử dụng các hạt electron trong các thiết bị điện tử - sử dụng một vật liệu có thể phục vụ vai trò kép trong quá trình sản xuất, thay thế cho việc sử dụng một lúc nhiều vật liệu.

"Về cơ bản, chúng tôi đã tìm thấy một vật liệu mang chức năng kép", Joseph Heremans, đồng tác giả của nghiên cứu, giáo sư kỹ thuật cơ khí hàng không vũ trụ và Học giả nổi tiếng Ohio về Công nghệ nano tại bang Ohio, nói. "Khái niệm chưa hề tồn tại trước đây."

Phát hiện của nhóm nghiên cứu có thể định nghĩa lại cách các kỹ sư chế tạo ra các thiết bị điện tử.  Những thiết bị bao gồm mọi thứ từ pin mặt trời, đến đi-ốt phát sáng trong tivi, bóng bán dẫn trong máy tính xách tay và đến các cảm biến ánh sáng trong máy ảnh điện thoại thông minh.

Trong lịch sử, mỗi bộ phận của thiết bị điện tử chỉ có thể đóng vai trò giữ electron hoặc giữ lỗ chứ không phải cả hai. Điều đó có nghĩa là thiết bị điện tử cần nhiều lớp - và nhiều vật liệu - để thực hiện. Tuy nhiên với vật liệu mới này - NaSn2As2, một tinh thể có thể vừa giữ electron và giữ lỗ - có khả năng loại bỏ đi nhiều lớp và nhiều vật liệu.

Wolfgang Windl, giáo sư khoa học và kỹ thuật vật liệu tại bang Ohio, nói: "Trong giới khoa học vẫn tồn tại quan niệm, rằng có electron hoặc có lỗ hổng, không thể có cả hai. Nhưng những phát hiện của chúng tôi đã phá vỡ quan niệm đó". “Phát hiện này có thể đơn giản hóa cách chế tạo thiết bị điện tử, tạo ra các hệ thống hiệu quả hơn, hoạt động nhanh hơn và ít bị hỏng hơn.

Các nhà nghiên cứu đặt tên cho hiện tượng khả năng kép này là "goniopolarity". Họ tin rằng vật liệu này hoạt động được như vậy là nhờ vào cấu trúc điện tử độc đáo của nó và rằng có khả năng còn nhiều vật liệu khác có thể làm điều tương tự.”

"Chúng tôi chưa tìm thấy chúng," Heremans nói. "Nhưng đã biết là những vật liệu này tồn tại."

Công trình được tài trợ bởi Quỹ khoa học quốc gia, Văn phòng nghiên cứu khoa học của Không quân và Quỹ Camille và Henry Dreyfus.

Nguyên Mừng