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

Ông Trump liên tiếp hoãn tấn công Iran, Tướng Mỹ báo động nguy cơ cạn kiệt tên lửa một cách nguy hiểm

Chủ nhật, 26/07/2026 23:08
Đây là một trong nhiều cân nhắc khiến việc nối lại tấn công quy mô lớn trở thành một canh bạc vô cùng rủi ro với Mỹ.

Nga - Trung Quốc cùng nhau tạo ra "đại công trình" mạnh mẽ nhất hành tinh: Tuổi thọ ước tính 6 thập kỷ

Chủ nhật, 26/07/2026 22:50
Nhà máy này sẽ sản xuất tổng cộng 9 GW điện sạch.

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.

"Chưa từng thấy sân bay nào thi công với tốc độ như ở Phú Quốc, khiến hàng loạt nhà thầu quốc tế ngỡ ngàng”

Chủ nhật, 26/07/2026 22:24
Đây là nhận định của chuyên gia hàng không Trịnh Như Long về tốc độ thi công đường băng cất hạ cánh của sân bay Phú Quốc.

Đây là hội nhóm khiến cha mẹ Việt đau lòng nhất những ngày qua: Hãy thẳng thắn đối mặt, đừng chỉ đổ lỗi nữa

Chủ nhật, 26/07/2026 22:15
Có người đề nghị báo cơ quan chức năng để dẹp nhóm vì cho rằng đây là môi trường lan truyền sự thù ghét, kích động chống đối cha mẹ.
     
Nổi bật trong ngày

4 loại thịt chứa nhiều cholesterol nhất

Thứ 7, 25/07/2026 05:00
Có loại thịt chỉ với trọng lượng 100g đã cung cấp hơn 400mg cholesterol, vượt mức khuyến nghị tiêu thụ trong cả ngày đối với người khỏe mạnh.

Mỹ bỗng dưng săn lùng thứ mà chẳng ai muốn cất trong nhà mình: Họ không làm cho vui, tất cả đều có lý do

Thứ 7, 25/07/2026 07:36
Điều này có thể giúp giải quyết những hạn chế suốt lâu nay.

Toyota Crown 2027 ra mắt: Máy hybrid mới, tăng giá mạnh vì thêm loạt công nghệ

Thứ 7, 25/07/2026 07:37
Toyota Crown 2027 vừa được giới thiệu với hàng loạt nâng cấp về hệ truyền động hybrid thế hệ thứ 5, bổ sung công nghệ hỗ trợ lái và một số thay đổi về thiết kế. Đi cùng đó là mức giá tăng trên hầu hết các phiên bản.

Mazda3, CX-30 thêm tính năng an toàn cùng động cơ 2.5L hybrid mới giống CX-5

Thứ 7, 25/07/2026 07:38
Mazda vừa nâng cấp Mazda3 và CX-30 tại Nhật Bản với động cơ mild-hybrid 2.5L cùng nhiều công nghệ an toàn mới, trong khi thiết kế gần như giữ nguyên để chờ thế hệ kế nhiệm ra mắt trong vài năm tới.

Ford Transit City - Phiên bản tối ưu chở hàng nhưng có hẳn màn hình lớn, ADAS, động cơ điện chạy hơn 380km/sạc

Thứ 7, 25/07/2026 08:00
Tài liệu phê duyệt của Chính phủ Úc vừa hé lộ mẫu xe điện giao hàng giá rẻ Ford Transit City hợp tác với JMC (Trung Quốc). Sự xuất hiện của mẫu van này đánh dấu bước chuyển mình quan trọng trong chiến lược sản phẩm của Ford.
xe.nguoiduatin.vn