Announcement

Collapse

Happy Easter

THÂN CHÚC MỘT MÙA LỄ PHỤC SINH AN LÀNH, ẤM ÁP, VUI VẺ
ĐẾN VỚI CÁC BẠN VÀ GIA ĐÌNH

LV
See more
See less

Bước đột phá trong vật liệu lượng tử từ tính mở đường cho loại máy tính bền vững cực nhanh

Collapse
X
Collapse
 
  • Filter
  • Time
  • Show
Clear All
new posts

  • Font Size
    #1

    Bước đột phá trong vật liệu lượng tử từ tính mở đường cho loại máy tính bền vững cực nhanh


    (Minh họa)

    Các chuyên gia nghiên cứu lần đầu tiên đã thành công trong việc chứng minh một thiết bị, dựa trên vật liệu từ tính 2D, ở nhiệt độ phòng.

    Tinh thể từ tính 2D được hiển thị dưới dạng các quả bóng màu xanh lam, vàng và trắng và là sự kết hợp của các nguyên tử sắt, TelluriumGermanium. Mũi tên lớn màu ngọc lam chỉ hướng từ hóa của nam châm 2D. Tinh thể có màu xám là các nguyên tử carbon của kênh graphene. Các mũi tên màu ngọc lam nhỏ hơn biểu thị các electron phân cực spin được bơm từ nam châm 2D vào kênh graphene. Ở đây, nam châm 2D đóng vai trò là nguồn cung cấp các electron phân cực spin và kênh graphene để vận chuyển và liên lạc spin. (xem ảnh: Đại học Kỹ thuật Chalmers)

    Việc phát hiện ra các vật liệu lượng tử mới có đặc tính từ tính có thể mở đường cho các máy tính và thiết bị di động cực nhanh và tiết kiệm năng lượng hơn đáng kể. Cho đến nay, những loại vật liệu này đã được chứng minh là chỉ hoạt động ở nhiệt độ cực lạnh. Giờ đây, một nhóm chuyên gia nghiên cứu tại Đại học Kỹ thuật Chalmers ở Thụy Điển là những người đầu tiên chế tạo ra một thiết bị làm bằng vật liệu lượng tử từ tính hai chiều hoạt động ở nhiệt độ phòng.

    Sự mở rộng CNTT nhanh chóng ngày nay tạo ra lượng dữ liệu kỹ thuật số khổng lồ cần được lưu trữ, xử lý và truyền đạt. Điều này đi kèm với nhu cầu năng lượng ngày càng tăng, dự kiến sẽ tiêu thụ hơn 30% tổng số mức tiêu thụ năng lượng của thế giới vào năm 2050.

    Để giải quyết vấn đề này, cộng đồng nghiên cứu khoa học đã bước vào một mô hình mới trong ngành khoa học về vật liệu. Việc nghiên cứu và chế tạo ra các vật liệu lượng tử hai chiều, dạng tấm và chỉ dày vài nguyên tử, đã mở ra những cánh cửa mới cho việc lưu trữ và xử lý dữ liệu bền vững, nhanh hơn và tiết kiệm năng lượng hơn trong máy tính và điện thoại di động.

    Vật liệu mỏng nguyên tử đầu tiên được phân lập trong phòng thí nghiệm là graphene, một mặt phẳng than chì dày một nguyên tử, đã mang lại giải Nobel Vật lý vào năm 2010. Và vào năm 2017, lần đầu tiên các vật liệu hai chiều có đặc tính từ tính đã được khám phá ra. Nam châm đóng một vai trò căn bản trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta, từ các cảm biến trong xe hơi và thiết bị gia dụng đến kỹ thuật lưu trữ dữ liệu và bộ nhớ máy tính, đồng thời sự khám phá này đã mở ra các giải pháp mới và bền vững hơn cho nhiều loại thiết bị kỹ nghệ mới mẽ.

    "Các vật liệu từ tính hai chiều sẽ bền vững hơn vì chúng mỏng về mặt nguyên tử và có các đặc tính từ tính độc đáo khiến cho chúng trở nên hấp dẫn để phát minh ra các ứng dụng siêu nhanh và tiết kiệm năng lượng mới cho các cảm biến cũng như các khái niệm máy tính và bộ nhớ từ tính tối tân. Điều này khiến cho chúng trở thành những ứng cử viên đầy triển vọng cho một loạt các kỹ thuật khác nhau", Saroj Dash, giáo sư Vật lý Thiết bị Lượng tử tại Đại học Kỹ thuật Chalmers cho biết.

    Lần đầu tiên chứng minh cho các thiết bị dựa trên nam châm 2D ở nhiệt độ phòng
    Cho đến nay, các chuyên gia nghiên cứu chỉ có thể chứng minh nam châm hai chiều ở nhiệt độ cực thấp trong môi trường của phòng thí nghiệm, được gọi là nhiệt độ đông lạnh, cản trở việc sử dụng rộng rãi hơn của chúng trong đời sống xã hội.

    Nhưng giờ đây, một nhóm các chuyên gia nghiên cứu tại Đại học Kỹ thuật Chalmers lần đầu tiên đã có thể chứng minh một thiết bị dựa trên vật liệu từ tính hai chiều mới ở nhiệt độ phòng. Họ đã sử dụng một hợp kim dựa trên sắt (Fe5GeTe2) với graphene có thể được sử dụng làm nguồn và máy dò cho các electron phân cực spin. Và bước đột phá này giờ đây được cho là có thể tạo ra một loạt các ứng dụng kỹ thuật trong một số ngành kỹ nghệ cũng như trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta.

    "Những nam châm 2D này có thể được sử dụng để chế tạo ra các thiết bị bộ nhớ siêu nhỏ gọn, nhanh hơn và tiết kiệm năng lượng hơn trong máy tính. Chúng cũng có thể được sử dụng để tạo ra các cảm biến từ tính có độ nhạy cao cho nhiều ứng dụng, bao gồm giám sát y tế và môi trường, điều hướng, và giao tiếp", Bing Zhao, giáo sư về Vật lý thiết bị lượng tử và là tác giả đầu tiên của cuộc nghiên cứu được công bố trên tạp chí Advanced Materials, đưa ra lời giải thích.

    Các thiết bị logic điện tử thông thường được dựa trên các chất bán dẫn không từ tính và sử dụng dòng điện tích để đạt được quá trình xử lý và truyền thông tin. Mặt khác, các thiết bị điện tử spin(?) khai thác spin của các electron để tạo ra và điều khiển các dòng điện tích cũng như để chuyển đổi các tín hiệu điện và từ. Bằng cách kết hợp xử lý, lưu trữ, cảm biến và logic trong một nền tảng tích hợp duy nhất, điện tử học spin có thể bổ sung và, trong một số trường hợp, vượt trội so với điện tử dựa trên chất bán dẫn, mang lại lợi thế về quy mô, mức tiêu thụ điện năng và tốc độ xử lý dữ liệu.

    ** Tham khảo thêm ở đây:
    - https://phys.org/news/2023-04-breakt...ial-paves.html
    Attached Files
Working...
X