Ê kíp các nhà khoa học vừa nghĩ ra một trick xịn sò: tạo "động đất mini" ngay trên con chip điện thoại để làm máy nhanh hơn, mỏng hơn mà vẫn ngốn ít pin hơn. Nghe crazy nhưng thật đấy!
Trong thế giới công nghệ, nơi mọi thứ ngày càng nhỏ gọn nhưng lại phải mạnh mẽ vô cùng, các nhà khoa học vừa unlock được một achievement mới. Một team nghiên cứu của Đại học Colorado Boulder, Đại học Arizona và Phòng thí nghiệm Quốc gia Sandia đã chứng minh rằng việc tạo ra những "trận động đất" tí hon trên bề mặt vi mạch có thể là game changer cho tương lai của điện thoại thông minh luôn á.
Từ sóng địa chấn đến "bộ điều chỉnh" nano
Nghe thấy từ "động đất" là nghĩ ngay đến sự tàn phá rồi đúng không? Nhưng mà trong thế giới siêu nhỏ của các linh kiện điện tử, nguyên lý rung động này lại là chìa khóa kiến tạo nên những thứ xịn xò. Nghiên cứu được đăng trên tạp chí danh tiếng Nature vào ngày 14 tháng 1 vừa qua đã giới thiệu một concept mới toanh: "laser phonon" đây.
Alexander Winter, nghiên cứu sinh tại Đại học Arizona và là tác giả chính của nghiên cứu, ví von công nghệ này giống như việc tạo ra những làn sóng địa chấn lan truyền trên bề mặt của một con chip nhỏ. Khác với những cơn địa chấn phá tan tành các tòa nhà ngoài đời thực, những rung động ở cấp độ nano này đóng vai trò như những "bộ điều chỉnh tinh tế" cho các thiết bị điện tử.
Thật ra thì điện thoại thông minh bây giờ đã và đang sử dụng công nghệ Sóng âm bề mặt (Surface Acoustic Waves - SAW) để lọc tiếng ồn nền mỗi khi bạn gửi tin nhắn hay dùng GPS rồi đấy.
Tuy nhiên, công nghệ hiện giờ đang chạm ngưỡng giới hạn luôn: các hệ thống này cần nhiều chip làm việc cùng nhau, chiếm space lớn bên trong máy và tần số hoạt động bị giới hạn ở mức khá khiêm tốn khoảng 4 gigahertz thôi.
Cấu trúc đột phá của "Laser Phonon"
Team nghiên cứu đã tạo ra một cuộc cách mạng bằng cách thiết kế lại hoàn toàn cấu trúc của thiết bị. Họ tạo ra một thiết bị hình thanh siêu nhỏ, chỉ dài nửa milimet, với cấu trúc vật liệu xếp chồng vô cùng tinh vi luôn.
Nền tảng của thiết bị là đế silicon, được phủ lên trên một lớp vật liệu áp điện lithium niobate. Điểm mấu chốt nằm ở lớp trên cùng: màng mỏng indium gallium arsenide. Cấu trúc đặc biệt này cho phép dòng electron chạy vù vù với tốc độ cao. Khi pin được kích hoạt, thiết kế này tạo điều kiện cho các rung động bề mặt tương tác trực tiếp và mạnh mẽ với các electron.
Cơ chế này hoạt động tương tự như cách một khoang laser khuếch đại sóng ánh sáng, nhưng ở đây nó khuếch đại sóng âm. Kết quả là thiết bị không chỉ đạt được tần số rung động 1 gigahertz trong các thử nghiệm ban đầu mà còn có tiềm năng nâng cấp lên tới hàng trăm gigahertz - một bước nhảy vọt so với công nghệ hiện tại luôn!
Hiệu quả năng lượng và viễn cảnh tương lai
Một trong những điểm cộng lớn nhất của công nghệ này là khả năng tiết kiệm năng lượng đỉnh của chóp. Matt Eichenfield, tác giả cấp cao của nghiên cứu, nhấn mạnh sự tương đồng giữa thiết bị này và laser diode.
Ông cho biết, giống như laser diode chỉ cần pin cung cấp điện để hoạt động, laser phonon cũng chỉ cần một nguồn điện áp đơn giản. Điều này đồng nghĩa với việc các thiết bị di động trong tương lai có thể loại bỏ hoàn toàn các hệ thống nguồn điện phức tạp, cồng kềnh đi kèm với các bộ lọc tín hiệu truyền thống.
Sự ra đời của "laser phonon" vẽ nên một bức tranh cực kỳ hứa hẹn cho ngành công nghiệp di động. Hãy tưởng tượng một chiếc điện thoại thông minh nơi tất cả các thành phần vô tuyến quan trọng - từ bộ thu, bộ lọc cho đến bộ phát - đều được nhét gọn gàng vào một con chip duy nhất.
Kết quả của sự tích hợp này sẽ là những chiếc điện thoại có thân máy mỏng nhẹ hơn nhiều so với các flagship hiện nay. Quan trọng hơn, hiệu quả năng lượng cao có thể kéo dài thời lượng pin lên đến nhiều ngày, giải quyết một trong những nỗi đau đầu lớn nhất của hội mê smartphone. Bên cạnh đó, với khả năng hoạt động ở tần số hàng trăm gigahertz, tốc độ truyền tải dữ liệu sẽ đạt đến mức khiến mạng 5G hiện tại phải "hít khói" luôn.
Nguồn: genk.vn