Chất bán dẫn và chất siêu dẫn lần đầu tiên được kết hợp thành công
4 phút, 12 giây để đọc.

Với thí nghiệm thành công trên, các nhà khoa học đã có thể tạo ra một loại vật liệu bán dẫn với điện trở bằng không. Lần đầu tiên các nhà khoa học đã thành công trong việc kết hợp 2 loại vật chất thú vị với nhau: 1 lớp bán dẫn siêu mỏng, có bề dày tương đương một nguyên tử; và 1 vật liệu siêu dẫn có thể dẫn điện với điện trở bằng 0. Cả 2 đều có những thuộc tính tuyệt vời. Thông qua việc kết hợp chúng cùng với nhau trong phòng thí nghiệm, các nhà khoa học hy vọng có thể mở ra nhiều tiềm năng ứng dụng trong vật lý cổ điển và lượng tử.

Chất bán dẫn là chìa khóa tạo ra các thiết bị điện tử trong cuộc sống

Chất bán dẫn là chìa khóa tạo ra các thiết bị điện tử trong cuộc sống của chúng ta, từ tivi đến điện thoại. Khả năng dẫn điện của chúng có thể được điều chỉnh bằng nhiều cách, đơn giản nhất là giữ chúng ở điện thế nhất định, đem lại khả năng dễ dàng bật/tắt dòng điện đi qua.

Tại đây, một lớp đơn của molypden disulfide bán dẫn (MoS2) đã được chiết xuất và thêm vào quá trình chế tạo. Nhóm nghiên cứu phát hiện hiện tượng liên kết mạch giữa hai lớp vật liệu khi nhiệt độ ở mức cực thấp

Sau đó, chúng ta có chất siêu dẫn – có thể truyền điện tích với hiệu suất hoàn hảo. Và không bị mất nhiệt khi ở một nhiệt độ nhất định (thường là nhiệt độ cực thấp). Trong thí nghiệm này, các nhà nghiên cứu sử dụng chất siêu dẫn molybdenum rhenium (MoRe). Hy vọng quan sát được một hiện tượng vật lý hoàn toàn mới khi kết hợp 2 vật liệu.

Chất bán dẫn là chìa khóa tạo ra các thiết bị điện tử trong cuộc sống

Quá trình được thực hiện trong hộp kín khí chứa đầy ni-tơ lỏng

Theo lời nhà vật lý học Andreas Baumgarter tới từ Đại học Basel, thì trong chất siêu dẫn; các electron tự sắp xếp thành các cặp tạo ra những kết quả tuyệt vời. Chẳng hạn như việc dòng điện chạy qua mà không có điện trở.

Chất siêu dẫn sẽ lấp đầy lỗ này, quá trình được thực hiện trong hộp kín khí chứa đầy ni-tơ lỏng để ngăn trường hợp thiết bị tổn thương trong quá trình thí nghiệm. Các nhà khoa học phải sử dụng tay điều khiển từ xa siêu nhỏ. Để hoàn thành quy trình dưới kính hiển vi. Nhóm nghiên cứu phát hiện hiện tượng liên kết mạch giữa hai lớp vật liệu khi nhiệt độ ở mức -273,15°C, gần độ 0 tuyệt đối. Mehdi Ramezani, thành viên nhóm cho biết đây chính là thứ mà họ tìm kiếm. Nhưng đến giờ mới thực hiện được.

Để gắn kết hai lớp vật liệu với nhau ban đầu không đơn giản. Chúng được xếp lớp như sandwich, với lớp cách điện bên trên và dưới. Với lỗ được đục ở lớp cách điện. Để tạo ra tiếp xúc điện cực.

Để đạt được siêu dẫn, một vật liệu phải đạt hai yếu tố

Để đạt được siêu dẫn, một vật liệu phải đạt hai yếu tố

Đầu tiên, điện trở phải bằng không. Thông thường, dòng điện sẽ luôn gặp trở ngại khi di chuyển trong bất kỳ vật chất có tính dẫn nào. Cũng như cách chúng ta chạy xe mà bị gió cản vậy. Tính dẫn của vật liệu càng cao, điện trở càng thấp. Điện di chuyển càng thoải mái.

Yếu tố thứ hai là “hiệu ứng Meissner”, nói về tính chất của từ trường tỏa ra từ vật liệu siêu dẫn. Ta có thể tưởng tượng ra hình dạng của từ trường này bằng cách đặt lên trên vật liệu siêu dẫn một nam châm vĩnh cửu, từ trường. Sẽ khiến nam châm lơ lửng trên không.

Cũng suốt từ 1911 tới nay, ta luận ra được nhiều ứng dụng của siêu dẫn lắm. Từ tàu đệm từ maglev vút trong gió; khả năng truyền thông tin không mất mát dữ liệu cho tới lưới điện công suất lớn. Thế nhưng tất cả những ví dụ trên vẫn chỉ là khái niệm trên giấy. Bởi không dễ dàng đạt được tính siêu dẫn.

Thông thường, vật liệu siêu dẫn được tạo ra và giữ trong môi trường nhiệt độ cực thấp. Thấp hơn nhiều nhiệt độ môi trường. Việc lưu giữ vật liệu siêu dẫn tốn kém lắm. Nên không ứng dụng được chúng vào cuộc sống đời thường.

Thời gian gần đây, các nhà vật lý học đã bước đầu thành công trong việc tăng nhiệt độ của các nguyên tố nhẹ. Đơn cử như hydro sunfit và lantan hydrite. Ở dạng khí, hydro lại là chất cách điện; ta phải kim loại hóa nó dưới áp suất cực lớn. Để tạo ra được tính siêu dẫn.

Xem thêm những tin tức mới nhất về công nghệ tại chuyên mục Công nghệ mới.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *