Bằng cách bổ sung thêm 2 loại vật liệu bán dẫn là hafnium diselenide và zirconium diselenide vào silicon, các nhà khoa học Stanford hứa hẹn rằng có thể tạo ra những con chip siêu nhỏ (chỉ dày cỡ 3 nguyên tử), nhưng lại cực kỳ tiết kiệm điện và đầy đủ chức năng. Nếu cách làm này được phát triển thành công, chúng ta không chỉ có những thiết bị siêu nhỏ dùng cho nhiều lĩnh vực khác nhau mà đồng thời, định luật nổi tiếng Moore còn có thể được duy trì tuổi thọ thêm nhiều năm nữa.
Mặc dù là thành phần cực kỳ quan trọng trong cả ngành công nghiệp bán dẫn trong nhiều thập kỷ qua nhưng có một thực tế là silicon đang nhanh chóng đạt tới giới hạn vật lý của nó: việc tạo ra một con chip trên tiến trình nhỏ hơn 5nm theo cách làm hiện tại là gần như là không thể. Chính điều này đã nhiều lần khiến người ta nghĩ rằng định luật Moore về tốc độ tăng số bóng bán dẫn trên một diện tích sẽ bị phá vỡ. Tuy nhiên, với giải pháp đang phát triển bởi các nhà khoa học tại Stanford thì tuổi thọ của định luật nổi tiếng này có thể sẽ được kéo dài ra.
Cấu trúc 2 loại vật liệu bán dẫn bổ sung vào silicon
Cụ thể, cách làm của các nhà khoa học là vẫn sử dụng silicon, nhưng kết hợp thêm 2 loại vật liệu là hafnium diselenide và zirconium diselenide, tạo thành một tổ hợp được cho là có khả năng tự cách điện tốt hơn nhiều so với một mình silicon. Với cách làm này, các nhà nghiên cứu hứa hẹn rằng sẽ có thể tạo nên bảng mạch cho những con chip xử lý siêu phức tạp, vẫn ít hao pin và từ đó, giảm được kích thước của các bóng bán dẫn. Tất nhiên, định luật Moore không thể bất diệt do các định luật vật lý nhưng công nghệ mới của Stanford có thể kéo dài thời gian tồn tại của nó thêm nhiều năm.
Tuy nhiên, đây chỉ mới là giai đoạn đầu của quá trình phát triển và nhóm nghiên cứu còn nhiều thách thức khác cần phải vượt qua trước khi thương mại hóa nó. Họ cần phải cải thiện tiếp xúc giữa các bóng bán dẫn và bản mạch siêu mỏng, đồng thời phải đảm bảo khả năng cách điện và độ ổn định. Chưa hết, việc biến cả hệ thống bán dẫn này thành một con chip hoàn thiện và sẵn sàng thương mại hóa trên quy mô lớn cũng không phải là điều đơn giản.
Tất cả những thách thức này có thể sẽ phải mất tới nhiều năm nữa mới vượt qua được nhưng nếu thành công, nó không chỉ bảo vệ định luật Moore cùng ngành công nghiệp bán dẫn thêm nhiều năm nữa mà nó còn mở ra một cánh cửa mới cho nhân loại bước vào kỷ nguyên của những hệ thống điện toán siêu nhỏ của tương lai.
Mặc dù là thành phần cực kỳ quan trọng trong cả ngành công nghiệp bán dẫn trong nhiều thập kỷ qua nhưng có một thực tế là silicon đang nhanh chóng đạt tới giới hạn vật lý của nó: việc tạo ra một con chip trên tiến trình nhỏ hơn 5nm theo cách làm hiện tại là gần như là không thể. Chính điều này đã nhiều lần khiến người ta nghĩ rằng định luật Moore về tốc độ tăng số bóng bán dẫn trên một diện tích sẽ bị phá vỡ. Tuy nhiên, với giải pháp đang phát triển bởi các nhà khoa học tại Stanford thì tuổi thọ của định luật nổi tiếng này có thể sẽ được kéo dài ra.
Cấu trúc 2 loại vật liệu bán dẫn bổ sung vào silicon
Cụ thể, cách làm của các nhà khoa học là vẫn sử dụng silicon, nhưng kết hợp thêm 2 loại vật liệu là hafnium diselenide và zirconium diselenide, tạo thành một tổ hợp được cho là có khả năng tự cách điện tốt hơn nhiều so với một mình silicon. Với cách làm này, các nhà nghiên cứu hứa hẹn rằng sẽ có thể tạo nên bảng mạch cho những con chip xử lý siêu phức tạp, vẫn ít hao pin và từ đó, giảm được kích thước của các bóng bán dẫn. Tất nhiên, định luật Moore không thể bất diệt do các định luật vật lý nhưng công nghệ mới của Stanford có thể kéo dài thời gian tồn tại của nó thêm nhiều năm.
Tuy nhiên, đây chỉ mới là giai đoạn đầu của quá trình phát triển và nhóm nghiên cứu còn nhiều thách thức khác cần phải vượt qua trước khi thương mại hóa nó. Họ cần phải cải thiện tiếp xúc giữa các bóng bán dẫn và bản mạch siêu mỏng, đồng thời phải đảm bảo khả năng cách điện và độ ổn định. Chưa hết, việc biến cả hệ thống bán dẫn này thành một con chip hoàn thiện và sẵn sàng thương mại hóa trên quy mô lớn cũng không phải là điều đơn giản.
Tất cả những thách thức này có thể sẽ phải mất tới nhiều năm nữa mới vượt qua được nhưng nếu thành công, nó không chỉ bảo vệ định luật Moore cùng ngành công nghiệp bán dẫn thêm nhiều năm nữa mà nó còn mở ra một cánh cửa mới cho nhân loại bước vào kỷ nguyên của những hệ thống điện toán siêu nhỏ của tương lai.
Tham khảo Stanford
