BeoNho8317
New member
Transistor đã từng nhỏ hơn và xịn hơn hẳn, nhưng giờ đây đèn điện tử chân không lại đang comeback mạnh mẽ trong làng công nghệ đây này!
Các nhà nghiên cứu đang "hồi sinh" công nghệ có tuổi đời mấy chục năm trời, với mục tiêu tạo ra những thiết bị nhanh hơn và mạnh mẽ hơn trong tương lai.
Ví dụ nha, một đèn điện tử chân không mini ở mức nano sẽ có thể đẩy tốc độ và hiệu suất dòng điện trong các đồ điện tử cũng như tấm pin Mặt Trời lên level cực khủng luôn.
Ngày xưa, bóng đèn điện tử chân không được dùng như một thiết bị điện trong máy tính và là một trong những linh kiện điện tử đầu tiên vào những năm 1930 và 1940. Rồi dần dần, chúng bị thay thế bởi các transistor được làm từ chất bán dẫn.
Các transistor này có kích cỡ nhỏ hơn rất nhiều so với đèn điện tử chân không, và chính chúng đã tạo nên những máy tính, điện thoại hay các thiết bị điện tử khác của thời đại bây giờ.
Nhưng mà những transistor này cũng có điểm yếu của nó: chúng có kích cỡ giới hạn và tốc độ cũng giới hạn, và giờ ta đang tiến gần hơn tới điểm giới hạn đó với việc đụng trần của Định luật Moore rồi.
Nhưng giờ đây, một cơ hội mới mở ra khi các nhà khoa học tại Đại học San Diego quay ngược về quá khứ, "tái chế" lại ý tưởng về bóng đèn điện chân không. Lần này, họ làm cho nó trở nên cực kỳ tí hon và đó có lẽ chính là công nghệ của tương lai, một tương lai của đồ điện tử hiệu quả hơn, một tương lai sáng lạn đến từ phát minh trong quá khứ.
"Rõ ràng là nó không thể thay thế TOÀN BỘ các thiết bị bán dẫn được, nhưng nó có thể là cách tốt nhất để áp dụng vào những ứng dụng đặc biệt, ví dụ như những thiết bị có tần số cao hay những thiết bị yêu cầu nhiều năng lượng", trưởng nhóm nghiên cứu và cũng là một kỹ sư điện, ông Dan Sevenpiper lạc quan chia sẻ.
Transistor, không nghi ngờ gì nữa, là một trong những phát minh quan trọng nhất của thế kỷ 20. Nó là một thiết bị nhỏ hơn và hiệu quả hơn, một người kế nghiệp và cũng là kẻ thay thế hoàn hảo cho bóng đèn điện chân không. Dù vậy, khó khăn trong việc làm cho transistor nhỏ và hiệu quả hơn nữa đang dần trở nên rõ ràng hơn bao giờ hết.
Hơn nữa, electron đi qua vật liệu bán dẫn của các transistor (như silicon) sẽ bị chậm lại khi chúng va chạm với các nguyên tử khác, chưa kể tới việc chất bán dẫn còn có tính chất band gap - năng lượng vùng cấm, tức là cần thêm một lượng năng lượng bên ngoài nữa để các electron có thể chuyển động.
Điểm mạnh của việc sử dụng những bóng đèn điện chân không cỡ nano nằm ở chỗ chúng có thể đưa dòng điện di chuyển qua không khí chứ không phải truyền qua vật chất rắn như các transistor hiện nay. Việc truyền qua không khí sẽ cho ra kết quả dòng điện nhanh hơn hẳn đó!
Với việc giải phóng các electron để chúng có thể đưa dòng điện qua khoảng không thông thường sẽ cần tới một điện áp lớn hoặc một tia laser đủ mạnh. Cả hai điều kiện đó đều khó có thể đạt được ở mức nano và đó chính là thứ đã ngăn chặn tiến trình phát triển của công nghệ "cổ đại" bóng đèn điện chân không.
Để giải quyết vấn đề này, đội ngũ nghiên cứu đã tạo ra một lớp đặc biệt, một cấu trúc hình nấm làm từ vàng (siêu lớp điện từ) và đặt nó trên một lớp silicon dioxide và một lớp silicon.
Khi một dòng điện có điện áp nhỏ (nhỏ hơn 10 volt) và một tia laser cường độ yếu được đưa qua siêu lớp điện từ này, nó tạo ra những điểm nóng chứa những trường có cường độ điện mạnh, khiến cho cấu trúc này có đủ năng lượng để các electron di chuyển được.
Trong quá trình thử nghiệm, đội ngũ các nhà nghiên cứu đã tạo ra hiệu suất dẫn điện cao gấp 10 lần so với bóng đèn điện chân không cũ không có siêu lớp kia. Xịn xò!
Hiện tại, họ mới chỉ thử nghiệm thành công chứ chưa thể đưa hệ thống này áp dụng vào thiết bị thực tế được. Nhưng với thành công ngoài sức mong đợi này, chúng ta sẽ có thể có những siêu lớp khác nữa, có khả năng tăng cường sức mạnh của vô vàn các thiết bị khác.
Nguồn: soha.vn