Chắc hẳn bạn cũng thắc mắc tại sao những cục sạc 30W hay thậm chí 100W giờ đây lại nhỏ xinh nằm gọn trong lòng bàn tay được? Câu trả lời nằm ở một loại vật liệu "xịn xò" có tên gallium nitride (GaN - đọc là Gali nitrua nha mọi người)
Trong suốt mấy chục năm qua, silicon được coi như "trụ cột" của ngành công nghệ cao. Nhưng plot twist là hiện tại chúng ta đang đụng trần giới hạn vật lý của vật liệu này rồi, theo lời anh Danqing Wang - nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Đại học Harvard đang nghiên cứu về GaN.
Mỗi vật liệu đều có cái gọi là "độ rộng vùng cấm" - nghe fancy nhưng đơn giản là nó quyết định khả năng dẫn điện của vật liệu đó thôi. Về lý thuyết thì độ rộng vùng cấm của GaN dài hơn silicon, có nghĩa là nó chịu được điện áp cao hơn và dòng điện chạy qua cũng nhanh hơn luôn, theo lời giải thích của Martin Kuball - nhà vật lý tại Đại học Bristol
Chính vì thế mà GaN giúp đồ điện tử hoạt động hiệu quả hơn, lại còn giảm hao phí năng lượng nữa chứ. "Bạn có thể đóng gói thêm nhiều GaN ở cùng một diện tích và tạo ra những thứ rất nhỏ nhưng hiệu suất hoạt động lại tốt hơn," Wang khẳng định. Khi năng lượng hao phí giảm, bạn không chỉ thu nhỏ được cục sạc mà còn tiết kiệm điện nữa. Kuball tính toán nếu thay hết silicon bằng GaN trong tất cả thiết bị điện tử hiện tại, mức năng lượng tiêu thụ có thể giảm từ 10 đến 25% luôn đó
Không chỉ vậy, nhờ chịu nhiệt giỏi hơn silicon nên GaN còn có thể thay đổi cả thiết kế sản phẩm trong tương lai. Ví dụ như hiện tại trên xe hơi, các linh kiện điện tử phải lắp xa động cơ để tránh quá nóng. Nhưng với GaN thì bye bye giới hạn đó luôn, từ đó mở ra hướng thiết kế ô tô mới hoàn toàn
Thực ra GaN "làm nên tên tuổi" trong các lĩnh vực khác từ lâu rồi đấy, đặc biệt là công nghệ laser và quang tử. Vì là một trong số ít vật liệu phát ra ánh sáng xanh nên nó được dùng để đọc đĩa Blu-ray. Ngoài ra còn có mặt trong bóng đèn LED nữa
Wang và team của anh đang nghiên cứu tạo ra tia laser GaN siêu nhỏ - chỉ bằng 1/100 sợi tóc người, rồi ứng dụng vào kính hiển vi để quan sát mẫu vật chính xác hơn.
Với tiềm năng khủng như vậy, GaN xứng đáng trở thành "người kế nhiệm" silicon. Nhưng thực tế thì quá trình chuyển đổi không dễ chút nào, nhất là về mặt chi phí Vì có nhiều ưu điểm và chưa phổ biến nên GaN hiện đắt hơn silicon. Một số nhóm chuyên gia đang cố sản xuất tinh thể GaN trên silicon để tận dụng dây chuyền sản xuất hiện có.
Mặc dù GaN vẫn đắt hơn silicon, nhưng cục sạc GaN cần ít linh kiện hơn cục sạc silicon nên giá cũng khá cạnh tranh, không chênh lệch quá nhiều. Và không chỉ adapter sạc, vật liệu này còn có thể ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác như pin dự phòng, giúp kích thước nhỏ gọn mà tốc độ sạc thì lại nhanh gấp nhiều lần
Nguồn: tinhte.vn