Nga tìm ra

Nga tìm ra "chìa khóa vàng" cho ngành chip carbon thế hệ mới: Tạm biệt silicon

Chủ nhật, 26/07/2026 22:27
Các nhà nghiên cứu Nga đã khám phá ra cơ chế chuyển hóa kim cương hai chiều thành graphene, mở đường cho chip carbon thế hệ tuơng lai.

Hai nhà khoa học tại Đại học Nghiên cứu Hạt nhân Quốc gia MEPhI của Nga là PGS. Alexey Podlivaev và GS. Konstantin Katin đã công bố một nghiên cứu trên tạp chí Diamond & Related Materials năm 2026 mô tả quá trình chuyển đổi diamane thành graphene (vật liệu carbon nguyên chất, siêu mỏng, siêu bền và dẫn nhiệt, dẫn điện rất tốt). 

Các tác giả tin rằng phát hiện này có thể tạo nền tảng cho việc tạo ra các thiết bị điện tử hoàn toàn bằng carbon thế hệ tiếp theo, là chìa khóa cho chip carbon (carbon-based chip) nhỏ gọn hơn, tiết kiệm năng lượng hơn.

Công nghệ điện tử siêu tốc cho Nga: MEPhI đã tìm ra chìa khóa cho chip carbon của tương lai - Ảnh 1.

Thay vì dùng silicon trong chip truyền thống hiện nay, chip carbon là loại vi mạch điện tử được chế tạo từ vật liệu gốc carbon (như graphene, ống nano carbon, hoặc các vật liệu 2D như diamane...). Ảnh: Smoltek

Diamane là một dạng kim cương 2D siêu mỏng ở cấp độ nguyên tử được tạo ra từ graphene hai lớp, liên kết với nhau bằng các liên kết hóa học mạnh, tương tự như các liên kết được tìm thấy trong kim cương thông thường. Điều này mang lại cho vật liệu độ cứng vượt trội và khe năng lượng rộng, khiến nó trở thành chất điện môi lý tưởng cho các thiết bị điện tử siêu mỏng. 

Nhờ mô phỏng máy tính, nhóm nghiên cứu đã tìm ra cơ chế diamane bị phân hủy khi bị đun nóng: đầu tiên một nguyên tử hydro tách khỏi bề mặt (đòi hỏi nhiều năng lượng nên diamane khá bền), nhưng sau đó phản ứng dây chuyền xảy ra - các nguyên tử hydro lân cận lần lượt bong ra, vùng phân hủy lan rộng như quả cầu tuyết, khiến liên kết kiểu kim cương giữa hai lớp graphene đứt gãy và biến thành bigraphene thông thường.

Điều thú vị là kết quả tạo ra các vùng có tính chất khác nhau ngay trong cùng một vật liệu - chỗ vẫn giữ đặc tính cách điện của diamane, chỗ trở thành dẫn điện như bigraphene. 

Nhóm phát hiện chỉ cần 8 nguyên tử hydro cỡ 0,3 nm là đủ để giữ tính chất kim cương, có thể dùng làm chấm lượng tử cho linh kiện điện tử siêu nhỏ. 

Các nhà khoa học Nga cho biết, vật liệu diamane khử hydro một phần này được kỳ vọng là nền tảng cho điện tử nano 2D hoàn toàn từ carbon. 

Tiềm năng mở ra ngành chip nhỏ gọn hơn, bền vững hơn

Nếu công nghệ này đi vào thực tế, nó có thể góp phần vào xu hướng thu nhỏ hơn và tiết kiệm năng lượng hơn cho chip, điều này đặc biệt quan trọng khi nhu cầu điện cho trung tâm dữ liệu, AI và thiết bị di động đang tăng rất nhanh.

Việc tạo được các "chấm lượng tử" cỡ 0,3 nm như trong nghiên cứu này cho thấy khả năng thu nhỏ linh kiện xuống dưới giới hạn vật lý mà silicon truyền thống iện đang tiệm cận giới hạn vài nm.

Chưa kể, graphene và các vật liệu carbon 2D dẫn điện tử với độ linh động cao hơn silicon rất nhiều lần. Điện tử di chuyển dễ dàng hơn nghĩa là điện trở thấp hơn, ít sinh nhiệt hơn khi hoạt động, giúp trực tiếp giảm điện năng tiêu thụ và giảm nhiệt lượng cần tản ra, vốn là một trong những "nút thắt cổ chai" lớn nhất của chip hiện đại.=

Nghiên cứu được tài trợ bởi Quỹ Khoa học Nga (RNF). Bước tiếp theo nhóm muốn lập "bản đồ" kiểm soát quá trình khử hydro để tạo ra các cấu trúc carbon theo ý muốn.

Tham khảo: Diamond & Related Materials

Trang Ly

Cùng chuyên mục

Bắt tạm giam Sơn Sa Rót để điều tra về số tài sản trị giá 1.960.000 đồng

Thứ 5, 10/09/2026 14:30
Bị can Sơn Sa Rót bị khởi tố, bắt tạm giam để điều tra về hành vi trộm cắp tài sản.

7 góc tối đáng sợ nhất trong thế giới Dragon Ball

Thứ 5, 10/09/2026 12:55
Đằng sau những trận chiến mãn nhãn, các màn biến hình liên tục và tinh thần vượt qua giới hạn, Dragon Ball thực chất chứa đựng không ít chi tiết đáng sợ.

Dragon Ball Super: Bản năng vô cực hoàn thiện sẽ chấm dứt kỷ nguyên sức mạnh của người Saiyan

Thứ 5, 10/09/2026 12:50
Sau hơn ba thập kỷ gắn liền với những mái tóc vàng và xanh của Super Saiyan, Goku cuối cùng đã có một con đường sức mạnh không còn phụ thuộc vào dòng máu Saiyan.

One Piece: 3 cách sử dụng Haki Bá Vương cấp cao đã được hé lộ

Thứ 5, 10/09/2026 12:45
Từng chỉ được biết đến với khả năng khiến hàng loạt đối thủ yếu hơn bất tỉnh, Haki Bá Vương ngày càng cho thấy sức mạnh đáng sợ khi One Piece bước vào Final Saga.

Nữ diễn viên Nhật Bản tiết lộ môi trường công sở khắc nghiệt khiến cô rẽ hướng sang đóng phim

Thứ 5, 10/09/2026 12:40
Từng kiệt sức vì môi trường làm việc khắc nghiệt, nữ diễn viên Yuka Murakami đã quyết định rẽ hướng sự nghiệp và bắt đầu cuộc sống mới.
     
Nổi bật trong ngày

5 loại cây mà chuột rất "ghét": Hãy trồng ngay trong vườn nhà

Thứ 4, 09/09/2026 05:00
Không chỉ làm đẹp vườn hay dùng trong bếp, một số loại cây còn có tác dụng hạn chế chuột ghé thăm.

Toyota Innova Cross 2027 tiếp tục lộ ảnh nội thất, màn giải trí dễ được 'lên đời'

Thứ 4, 09/09/2026 06:00
Toyota Innova Cross facelift tiếp tục bị bắt gặp khi chạy thử tại Ấn Độ. Đáng chú ý, khoang cabin gần như giữ nguyên thiết kế hiện tại, trong khi màn hình giải trí trung tâm được che kín.

BMW 3 Series thế hệ mới sở hữu động cơ B58 mạnh nhất từ trước đến nay, có thứ lần đầu xuất hiện

Thứ 4, 09/09/2026 06:00
BMW 3 Series thế hệ mới vẫn có phiên bản động cơ xăng, trong đó M350 xDrive sử dụng máy B58 mạnh nhất từng xuất hiện trên xe thương mại của hãng và lần đầu được bổ sung chế độ drift.

Cuộc đua Quả bóng vàng 2026: Messi được đề cử, Ronaldo bị gạch tên

Thứ 4, 09/09/2026 07:36
Ronaldo bị gạch tên khỏi đề cử Quả bóng Vàng 2026.

Công an đề nghị 269 chủ phương tiện dưới đây nhanh chóng nộp phạt theo Nghị định 168

Thứ 4, 09/09/2026 07:42
Quá thời hạn, chủ phương tiện không đến giải quyết, Phòng CSGT sẽ tiến hành gửi thông báo cảnh báo phương tiện giao thông vi phạm cho cơ quan đăng kiểm.
xe.nguoiduatin.vn