Washington: Các nhà khoa học đã phát triển một công nghệ mới có thể dẫn đến các máy tính đeo được thế hệ tiếp theo với các nguồn năng lượng độc lập và smartphones không chết ngay cả sau nhiều giờ sử dụng nhiều. Công nghệ này có thể giảm tiêu thụ năng lượng trong các thiết bị di động và máy tính bằng cách khai thác sức mạnh của một electron đơn lẻ để kiểm soát mức tiêu thụ năng lượng bên trong các bóng bán dẫn, vốn là cốt lõi của hầu hết các hệ thống điện tử hiện đại.
Các nhà nghiên cứu từ Trường Kỹ thuật và Khoa học Máy tính Erik Jonsson tại Đại học Texas ở Dallas phát hiện ra rằng bằng cách thêm một lớp màng mỏng nguyên tử cụ thể vào một bóng bán dẫn, lớp này hoạt động như một bộ lọc cho năng lượng truyền qua nó ở nhiệt độ phòng. Tín hiệu thu được từ thiết bị này dốc hơn từ sáu đến bảy lần so với các thiết bị truyền thống. Thiết bị dốc sử dụng ít điện áp hơn nhưng vẫn có tín hiệu mạnh.
Tiến sĩ Jiyoung Kim, giáo sư khoa học vật liệu và tác giả của giấy. Kim nói: “Thiết bị của chúng tôi là một trong những giải pháp để biến điều này thành hiện thực.
Khai thác hành vi độc đáo và tinh tế của một electron là cách tiết kiệm năng lượng nhất để truyền tín hiệu trong các thiết bị điện tử. Vì tín hiệu rất nhỏ nên nó có thể dễ dàng bị pha loãng bởi tiếng ồn nhiệt ở nhiệt độ phòng. Để thấy được tín hiệu lượng tử này, các kỹ sư và nhà khoa học chế tạo các thiết bị điện tử thường sử dụng kỹ thuật làm mát bên ngoài để bù lại năng lượng nhiệt trong môi trường điện tử. Bộ lọc được tạo ra bởi các nhà nghiên cứu là một trong những lộ trình để lọc tiếng ồn nhiệt một cách hiệu quả.
Tiến sĩ Kyeongjae “KJ” Cho, giáo sư khoa học vật liệu và kỹ thuật và vật lý, đồng thời là tác giả của bài báo, cho biết các bóng bán dẫn được tạo ra từ kỹ thuật lọc này có thể cách mạng hóa ngành công nghiệp bán dẫn. Cho biết: “Việc phải làm mát sự lan truyền nhiệt trong các bóng bán dẫn hiện đại sẽ hạn chế việc sản xuất các thiết bị điện tử tiêu dùng nhỏ. Cho biết: “Chúng tôi đã nghĩ ra một kỹ thuật để làm mát bên trong các electron – cho phép giảm điện áp hoạt động – để chúng tôi có thể tạo ra các thiết bị nhỏ hơn, tiết kiệm điện hơn”.
Mỗi khi một thiết bị như điện thoại thông minh hoặc máy tính bảng tính toán, nó cần có nguồn điện để hoạt động. Giảm điện áp hoạt động có nghĩa là thời hạn sử dụng lâu hơn cho các sản phẩm này và các sản phẩm khác. Các nhà nghiên cứu cho biết, các thiết bị có công suất thấp hơn có nghĩa là máy tính mặc cùng hoặc mặc trên người không cần nguồn điện bên ngoài.
Để tạo ra công nghệ này, các nhà nghiên cứu đã thêm một lớp màng mỏng oxit crom lên thiết bị. Lớp đó, ở nhiệt độ phòng, lọc các electron ổn định, mát hơn và cung cấp sự ổn định cho thiết bị. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Communications.
. .
…
