Các nhà khoa học tạo ra loại phân tử mới có thể định hình lại tương lai ngành sản xuất chip

Sau nhiều thập kỷ phát triển dựa trên nền tảng silicon, ngành công nghiệp sản xuất chip bán dẫn đang tiến đến giới hạn vật lý khiến việc thu nhỏ thiết bị trở nên khó khăn hơn bao giờ hết. Trong bối cảnh đó, một phát hiện đột phá từ các nhà nghiên cứu tại Đại học Miami, phối hợp với Viện Công nghệ Georgia và Đại học Rochester, đang được xem là bước ngoặt mang tính cách mạng có thể thay đổi hoàn toàn cuộc chơi.

Các nhà khoa học đã tạo ra một loại phân tử hữu cơ mới, được cấu thành từ những nguyên tố quen thuộc như carbon, lưu huỳnh và nitơ. Tuy nhiên, chính cách sắp xếp đặc biệt giữa các nguyên tử này đã mang đến khả năng dẫn điện vượt trội chưa từng thấy ở bất kỳ vật liệu hữu cơ nào trước đây.

Điều khiến giới chuyên gia đặc biệt ấn tượng là phân tử này cho phép các electron di chuyển một cách hiệu quả mà không bị thất thoát năng lượng đáng kể trên quãng đường dài vài chục nanomet. Trong thế giới điện tử, đây là một kỳ tích, bởi những giới hạn vật lý luôn khiến các electron bị tán xạ và suy giảm khi di chuyển qua các vật liệu truyền thống.

Điều khiến giới chuyên gia đặc biệt ấn tượng là phân tử này cho phép các electron di chuyển một cách hiệu quả mà không bị thất thoát năng lượng. Ảnh: Internet

Không chỉ có tính năng dẫn điện ấn tượng, loại phân tử mới này còn cực kỳ ổn định trong điều kiện thông thường và có thể được tổng hợp dễ dàng trong phòng thí nghiệm. Các nguyên liệu cấu thành đều phổ biến, giúp giảm đáng kể chi phí nghiên cứu và sản xuất. Điều này mở ra khả năng thương mại hóa rộng rãi, biến nó trở thành lựa chọn hấp dẫn cho các hãng công nghệ trong tương lai gần.

Ứng dụng tiềm năng của phân tử không chỉ giới hạn ở vai trò như một sợi dây dẫn trong các vi mạch nano. Nó còn có thể hoạt động như một thành phần trung gian kết nối giữa các chip với nhau, hỗ trợ tăng tốc độ truyền tải dữ liệu. Thậm chí, theo đánh giá của các nhà khoa học, vật liệu mới này còn có triển vọng được sử dụng như một qubit, đơn vị tính cơ bản trong điện toán lượng tử. Việc kết hợp khả năng dẫn điện hiệu quả với tính ổn định và cấu trúc phân tử đặc biệt giúp nó trở thành một trong những ứng cử viên sáng giá để xây dựng các hệ thống điện toán lượng tử thực tế trong tương lai.

Theo đánh giá của các nhà khoa học, vật liệu mới này còn có triển vọng được sử dụng như một qubit. Ảnh: Internet

Trong bối cảnh cuộc đua về công nghệ chip ngày càng khốc liệt giữa các quốc gia và tập đoàn lớn, phát hiện này có thể tạo ra lợi thế chiến lược cho bất kỳ ai nắm được công nghệ đầu tiên. Khi các giải pháp dựa trên silicon dần cạn kiệt dư địa phát triển, nhu cầu tìm kiếm vật liệu thay thế hiệu quả trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết.

Việc ứng dụng thành công phân tử hữu cơ dẫn điện siêu việt này không chỉ giúp duy trì đà phát triển của ngành bán dẫn mà còn mở ra khả năng thiết kế các thiết bị nhỏ hơn, mạnh hơn và tiết kiệm năng lượng hơn gấp nhiều lần hiện tại.

>> TSMC hé lộ tiến trình sản xuất chip 1,4 nm, mở ra kỷ nguyên mới cho ngành bán dẫn