Khoa học công nghệ ngành Công Thương

Thứ năm, 19/09/2024 | 19:38

Thứ năm, 19/09/2024 | 19:38

Tin KHCN

Cập nhật lúc 08:46 ngày 16/08/2024

Lụa có thể làm chất cách điện trong transitor

Độ mỏng cỡ nano của màng lụa giúp chúng phản ứng với các phân tử nước trong không khí, làm thay đổi đặc tính điện của chúng và của transitor, có thể mở ra nhiều ứng dụng khác cho các thiết bị lai.
Transitor thường được làm bằng vật liệu vô cơ, như khoáng chất hay kim loại. Tuy nhiên, việc bổ sung vật liệu hữu cơ vào transitor có thể mang lại cho chúng những khả năng mới, chẳng hạn như khả năng phản ứng trực tiếp với môi trường hoặc cơ thể.
Trong một nghiên cứu mới thử nghiệm sử dụng lụa bên trong transitor, tác giả Fiorenzo Omenetto (Đại học Tufts - Massachusetts), cho biết: “Lụa cực kỳ linh hoạt, có khả năng được nhúng với nhiều phân tử khác nhau để mở ra nhiều chức năng. Chúng tôi cũng có thể kiểm soát rất tinh vi sự lắng đọng của lụa để bắt đầu tích hợp sinh học với công nghệ và lụa đã cho thấy những đặc tính bề mặt thực sự đáng kinh ngạc, chẳng hạn như độ mịn nguyên tử”.
Cụ thể, các nhà nghiên cứu đã sản xuất thành công màng lụa dày từ 3 đến 300 nanomet trên chip và khắc chúng với các đặc điểm rộng tới vài micron. Họ dùng lụa làm chất cách điện bên trong transitor. Các transitor về cơ bản là các công tắc bật và tắt để mã hóa dữ liệu dưới dạng số 1 và số 0. Mỗi loại đều có một dây dẫn điện bằng kim loại đi vào và đi ra khỏi vật liệu bán dẫn. Mỗi loại cũng có một nguồn đầu vào điện gọi là cổng được ngăn cách với phần còn lại của transitor bằng một chất cách điện. Khi cổng đạt đến điện áp ngưỡng, nó sẽ tạo ra một điện trường chạy qua chất cách điện, khi đó chất bán dẫn cho dòng điện chạy qua dây dẫn.
Độ mỏng cỡ nano của màng lụa giúp chúng phản ứng với các phân tử nước trong không khí, làm thay đổi đặc tính điện của chúng và của transitor. Điều này có nghĩa là các transitor lai có thể đóng vai trò là cảm biến hơi thở nhỏ gọn, có độ nhạy cực cao, phát hiện những thay đổi về độ ẩm.
Các nhà khoa học lưu ý rằng họ có thể sản xuất nhiều loại thiết bị điện tử lai với những cải tiến thêm về lụa. Ví dụ, những thiết bị này có thể phân tích các phân tử hơi thở để phát hiện một số bệnh về tim mạch và phổi hoặc chứng ngưng thở khi ngủ. Khi được sử dụng trên máu, chúng có thể giúp quét lượng oxy, lượng đường hoặc kháng thể.
Trong tương lai, tác giả Fiorenzo Omenetto cho rằng các transitor lai có thể dẫn đến các mạch bắt chước não bộ có thể tự đào tạo, phản ứng với các tín hiệu môi trường và ghi lại ký ức, hoạt động giống như mạng lưới thần kinh thường được sử dụng trong các hệ thống trí tuệ nhân tạo. Ông nói: “Chúng tôi thực sự muốn tạo ra các thiết bị chức năng - không chỉ các transitor đơn lẻ mà còn nhiều transitor được kết nối để tạo ra các mạch tích hợp phức tạp hơn”.
Hoàng Kim - Theo IEEE Spectrum
Nguồn: Cestti
lên đầu trang