Đột phá trong việc tạo vi sóng từ silicon

Sử dụng một siêu máy tính mạnh, các nhà nghiên cứu đã tìm ra cách để tạo ra vi sóng bằng silicon rẻ tiền. Đây là một bước đột phá, giúp giảm thiểu đáng kể chi phí sản xuất và cải thiện các thiết bị như cảm biến trong xe tự lái.

"Cho đến nay, điều này được coi là không thể," GS. C.R. Selvakumar, chuyên gia về kỹ thuật điện và máy tính tại Đại học Waterloo, người đã đề xuất khái niệm này vài năm trước đây, nói.

Vi sóng tần số cao được dùng trong rất nhiều thiết bị, ví dụ như trong các radar mà cảnh sát dùng để phát hiện lái xe quá tốc độ, trong hệ thống tránh va chạm trong xe hơi,... Vi sóng được tạo ra bởi đi-ốt Gunn, ứng dụng các tính chất độc đáo của Gallium Arsenide, vật liệu bán dẫn khá đắt tiền và độc hại: khi dòng điện tác động vào Gallium Arsenide tăng lên thì dòng điện chạy qua nó cũng tăng, nhưng chỉ đến một giá trị nhất định. Ngoài giá trị này, dòng điện sẽ giảm, đây là hiệu ứng Gunn, hiện tượng phát ra ra vi sóng.

Trưởng nhóm nghiên cứu, Daryoush Shiri, cựu sinh viên tiến sĩ tại Đại học Waterloo, hiện đang làm việc ở Đại học Công nghệ Chalmers (Thụy Điển), đã sử công nghệ điện toán nano để tạo ra hiệu ứng tương tự với silicon.

Là loại vật chất có rất nhiều trên trái đất, silicon sẽ giúp cho việc sản xuất dễ dàng hơn, với chi phí chỉ khoảng 1/20 so với Gallium Arsenide. Công nghệ mới sử dụng các dây nano silic (khoảng 100.000 lớp dây mới có thể bằng với độ dày của tóc người). Các mô hình máy tính phức tạp cho thấy, nếu các dây nano silic bị kéo căng khi cho dòng điện đi qua, hiệu ứng Gunn sẽ diễn ra và tạo ra vi sóng.

Shiri cho biết: "Hiện nay có rất nhiều phương pháp chế tạo nano mới, nên sẽ dễ dàng để định hình silic rời thành dạng dây nano và sử dụng nó cho mục đích này".

Theo GS. Selvakumart, công trình lý thuyết là bước đầu tiên trong quá trình phát triển các thiết bị rẻ hơn, linh hoạt hơn cho việc tạo ra vi sóng. Cơ chế kéo dài cũng có thể hoạt động như một công tắc để bật - tắt hiệu ứng hoặc thay đổi tần số vi sóng sử dụng cho một loạt các hướng ứng dụng mới mà thậm chí chưa từng tưởng tượng. "Đây mới chỉ là khởi đầu", "Rồi chúng ta sẽ thấy phát hiện này phát triển như thế nào", ông nói. 

Từ khóa: silicon, Thung lũng Silicon, truyền thông khoa học công nghệ, xe tự lái