Thiết bị điện tử ngày càng nhỏ đặt ra nhu cầu thu nhỏ bóng bán dẫn. Nhưng vật liệu điện môi - thường đóng vai trò chất cách điện trong chip - mất hiệu quả ở cấp độ nano khiến điện thoại thông minh có xu hướng nóng lên cũng như thời lượng pin giảm sút.

Để giải quyết vấn đề trên, nhóm SIMIT tạo ra đĩa bán dẫn điện môi sapphire nhân tạo nhờ quy trình oxy hóa xen kẽ. Phó giáo sư Tian Zi’ao (thành viên nhóm) cho biết: “Oxit nhôm mà chúng tôi tạo ra về cơ bản là sapphire nhân tạo, giống hệt sapphire tự nhiên về mặt cấu trúc tinh thể, tính chất điện môi lẫn đặc điểm cách điện”.

Thành tựu mới có thể giúp giới nghiên cứu phát triển thiết bị tiết kiệm năng lượng với thời lượng pin kéo dài. Chip sở hữu đĩa bán dẫn điện môi sẽ đóng vai trò quan trọng trong thúc đẩy công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) cùng internet vạn vật (IoT) tiếp tục đi lên.

Theo giáo sư SIMIT Di Zengfeng: “Không như vật liệu điện môi vô định hình truyền thống, vật liệu điện môi oxit nhôm đơn tinh thể của chúng tôi đạt độ rò rỉ chỉ ở mức 1 nano mét”.

Nhóm khẳng định một màng sapphire dày bằng nguyên tử có thể được dùng để chế tạo mạch hai chiều hiệu quả hơn, đặt nền tảng cho thế hệ thiết bị điện tử hiệu suất cao tiếp theo. Phương pháp tạo vật liệu đơn giản nên dễ dàng sản xuất quy mô lớn.

Cẩm Bình