Chế tạo dây dẫn nhỏ hơn 10.000 lần so với sợi tóc

Ngày 5/1, các nhà khoa học tại Đại học New South Wales, Australia, công bố một loại dây siêu nhỏ có kích thước đáng kinh ngạc. Sợi dây này nhỏ hơn 10.000 lần so với một sợi tóc, nhưng vẫn có khả năng truyền tải không kém một sợi dây bọc đồng thông thường. Phát minh gây chú ý vì nó đưa khả năng chế tạo dây dẫn xuống gần quy mô nguyên tử, nơi những giới hạn kỹ thuật trở nên đặc biệt khắt khe. Trong các thiết bị hiện đại, dây dẫn giữ nhiệm vụ đưa tín hiệu và năng lượng qua những bộ phận ngày càng thu nhỏ. Khi kích thước linh kiện tiếp tục giảm, việc tạo ra dây dẫn vừa nhỏ vừa truyền tải hiệu quả trở thành bài toán quan trọng đối với ngành công nghệ. Loại dây mới của nhóm nghiên cứu Australia mở ra một hướng tiếp cận đáng chú ý cho những thiết bị điện tử thế hệ tương lai. Các nhà nghiên cứu hy vọng phát minh này tạo ra bước ngoặt quan trọng cho khoa học kỹ thuật, đặc biệt trong lĩnh vực liên quan tới máy tính. Theo nhà nghiên cứu Michelle Simmons, dây siêu nhỏ có thể cải thiện khả năng truyền dẫn trong những hệ thống điện tử được thu gọn mạnh mẽ. Hiệu quả đó cũng giúp các hãng sản xuất máy tính nghiên cứu những mẫu máy nhỏ gọn hơn, thay vì phải dành nhiều không gian cho mạng lưới dây dẫn. Điểm đặc biệt nằm ở việc các nhà khoa học có thể tạo ra những dây mang kích thước nguyên tử bên trong silicon. Silicon vốn là vật liệu nền quan trọng của nhiều linh kiện bán dẫn, nên kỹ thuật mới có ý nghĩa trực tiếp đối với công nghệ máy tính. Thay vì dùng những dây dẫn lớn hơn, nhóm nghiên cứu sắp xếp các chuỗi nguyên tử phốt-pho trong một tinh thể silicon để hình thành đường truyền. Để thực hiện công việc chính xác đó, nhóm nghiên cứu sử dụng kỹ thuật gọi là quét kính hiển vi đường hầm. Phương pháp này cho phép các nhà khoa học thao tác ở quy mô cực nhỏ, nơi từng nguyên tử có thể ảnh hưởng tới đặc tính của dây dẫn. Các chuỗi nguyên tử phốt-pho được đặt trong tinh thể silicon theo cách có kiểm soát, tạo thành những dây nano phù hợp mục tiêu nghiên cứu. Những dây nano được chế tạo bằng phương pháp này có kích thước dao động từ 1,5 đến 11 nanomet. Để hình dung mức độ nhỏ bé, nanomet là đơn vị chỉ bằng một phần tỷ mét, nhỏ hơn rất nhiều so với những vật thể quen thuộc hằng ngày. Dù có kích thước cực nhỏ, các dây vẫn thể hiện khả năng truyền tải được đánh giá tương đương một sợi dây bọc đồng. Kết quả này được xem là tín hiệu tích cực cho nỗ lực thu nhỏ linh kiện, khi thiết bị cần nhiều chức năng hơn trong không gian ngày càng hạn chế. Những dây dẫn nhỏ hơn có thể giúp các nhà sản xuất sắp xếp nhiều bộ phận hơn, đồng thời tiếp tục phát triển máy tính gọn nhẹ. Tuy nhiên, bài công bố chủ yếu tập trung vào phát minh và tiềm năng ứng dụng, chưa đưa ra thông tin về sản phẩm thương mại cụ thể. Nhà khoa học David Ferry thuộc Đại học bang Arizona, Mỹ, gọi những phát hiện này là điều tốt lành cho ngành công nghiệp bán dẫn. Nhận xét đó phản ánh ý nghĩa của việc kiểm soát vật liệu ở cấp độ nguyên tử, một hướng nghiên cứu đang hỗ trợ quá trình phát triển điện tử hiện đại. Từ những dây nano kích thước 1,5 đến 11 nanomet, công nghệ có thể đặt nền tảng cho các nghiên cứu máy tính nhỏ gọn hơn trong tương lai.