Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ năm, 05/01/2012 21:05 (GMT+7)

Chất siêu dẫn nhiệt độ cao siêu mỏng

Gennady Logvenov và các cộng sự tại Phòng thí nghiệm quốc gia Brookhaven ở Upton, New York, Mĩ, vừa chế tạo ra các màng phân lớp đồng oxide hay các chất liệu "cuprate” và phát hiện thấy họ có thể khoanh vùng hành trạng siêu dẫn trong một mặt phẳng đơn nguyên tử. Họ nói khám phá trên sẽ giúp các nhà lí thuyết xây dựng các mô hình toàn diện hơn của sự siêu dẫn nhiệt độ cao, và có thể đưa đến các dụng cụ màng mỏng có các tính chất siêu dẫn của chúng điều chỉnh bằng điện trường.

“Chúng tôi muốn trả lời một câu hỏi cơ bản về các màng như thế”, thành viên đội nghiên cứu, Ivan Bozovic, nói. “Đó là: màng này có thể mỏng bao nhiêu mà vẫn giữ được sự siêu dẫn nhiệt độ cao?”

Không có điện trở

Được phát hiện ra vào đầu thế kỉ 20, sự siêu dẫn là một hiện tượng nhờ đó điện trở của một chất có thể đột ngột giảm xuống bằng không khi chất bị đông lạnh xuống dưới một nhiệt độ đặc biệt – gọi là nhiệt độ chuyển pha (TC). Nó tồn tại ở một số kim loại nguyên chất ở gần không độ tuyệt đối, và các nhà khoa học tin rằng hiện tượng này là do các electron làm biến dạng mạng kim loại để cho sau đó các electron chảy tự do, một cơ chế đã được phác thảo thành cái gọi là lí thuyết Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS).

Tuy nhiên, vào năm 1986, các nhà vật lí phát hiện ra rằng sự siêu dẫn còn có thể tồn tại ở một số hợp chất nhất định, bao gồm các cuprate, ở nhiệt độ cao hơn nhiều 30 K và cao hơn nữa. Sự khám phá ra hiện tượng siêu dẫn nhiệt độ cao này đã khơi ngòi rất nhiều hứng thú ban đầu do các đề xuất rằng, nếu mở rộng lên tới nhiệt độ phòng, thì nó có thể đưa đến những ứng dụng mới lạ như các đoàn tàu bay và đường cáp điện cực kì hiệu quả. Tuy nhiên, đã hơn 20 năm qua, những công nghệ mới đầy hứng thú này vẫn không vật chất hóa được vì các nhà vật lí và kĩ sư phải vật lộn với việc tìm hiểu cơ chế ẩn đằng sau hiện tượng.

Nay, Logvenov và các cộng sự vừa tiến hành một thí nghiệm có thể giúp lái các nhà lí thuyết vào một hướng đúng. Họ đã chế tạo ra một màng “hai lớp” với một lớp kim loại cuprate và một lớp cách điện cuprate, sử dụng một kĩ thuật gọi là mọc ghép chùm phân tử. Sự siêu dẫn trong những lớp đôi như thế có xu hướng rõ ràng ở tiếp giáp giữa các lớp, nên các nhà nghiên cứu có thể cô lập nơi hiệu ứng xảy ra bằng cách thận trọng pha tạp các mặt phẳng nguyên tử bên trong các lớp ấy với kẽm, chất liệu triệt tiêu sự siêu dẫn.

Các mặt phẳng tới hạn

Các nhà nghiên cứu nhận thấy khi họ pha tạp toàn bộ màng mỏng với kẽm, thì nó không còn siêu dẫn nữa. Tuy nhiên, khi họ pha tạp một mặt phẳng nhất định – đặc biệt là mặt phẳng đồng oxide thứ hai tính từ tiếp giáp ra – họ nhận thấy nhiệt độ chuyển pha siêu dẫn giảm từ 32 K xuống 18 K. Điều này, họ nói, là bằng chứng cho thấy một mình mặt phẳng đó là thiết yếu cho sự siêu dẫn nhiệt độ cao.

Elisabeth Nicol, một nhà vật lí chất rắn tại trường Đại học Guelph, Canada, gọi nghiên cứu Brookhaven trên là “một mảng công trình nghiên cứu rất khéo léo”, và giải thích nó sẽ giúp các nhà nghiên cứu chế tạo ra các chất siêu dẫn hoạt động ở những nhiệt độ cao hơn. “Nếu chúng ta có thể hiểu được đâu là nguồn gốc của sự siêu dẫn nhiệt độ cao”, bà nói, “thì chúng ta có thể làm các thao tác kĩ thuật để cho nhiệt độ chuyển pha trở nên cao hơn”.

Khám phá trên còn có thể có những lợi ích thực tiễn trực tiếp. Sự siêu dẫn có thể điều khiển với điện trường, nhưng những trường này có thể xuyên qua các màng chỉ một nanomet hay chừng ấy thôi, cho nên khả năng tỏ ra khó hiện thực hóa. Nay Logvenov và các cộng sự đã nhận ra cách thức nhận dạng mặt phẳng tới hạn, nên các kĩ sư có thể dùng nó để chế tạo ra các chất siêu dẫn nhiệt độ cao dùng cho nhiều dụng cụ điện tử đa dạng.

Nghiên cứu được công bố trên tờ Science .

Xem Thêm

Phát triển nhân lực trẻ cho các lĩnh vực công nghệ chiến lược
Bộ Khoa học và Công nghệ được giao nghiên cứu, đề xuất cơ chế, chính sách phát triển nhân lực trẻ chất lượng cao trong các lĩnh vực công nghệ thông tin, trí tuệ nhân tạo, hàng không vũ trụ và năng lượng nguyên tử, với thời hạn hoàn thành trong quý IV/2026.
Thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức
Sáng ngày 28/7, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đã phối hợp với Viện Khoa học và Quản lý kinh tế (IESEM) tổ chức hội thảo "Thực trạng và giải pháp thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức trong bối cảnh Cách mạng công nghiệp 4.0".
Thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý năng lượng - Giải pháp then chốt giảm phát thải nhà kính
Ngày 17/12, tại phường Bà Rịa, thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM), Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Sở Công Thương TP.HCM, Trung tâm Chứng nhận Chất lượng và Phát triển Doanh nghiệp và Công ty Cổ phần Tập đoàn Vira tổ chức Hội thảo khoa học “Giải pháp thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý, sử dụng năng lượng hiệu quả nhằm giảm phát thải khí nhà kính”.
Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách
Trong hai ngày 12-13/11, tại tỉnh Cao Bằng, Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PanNature) và Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cao Bằng tổ chức Chương trình chia sẻ “Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách”.
Thúc đẩy ứng dụng thực tiễn của vật liệu tiên tiến trong sản xuất năng lượng sạch
Ngày 24/10, tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Hội Khoa học Công nghệ Xúc tác và Hấp phụ Việt Nam (VNACA) tổ chức Hội thảo khoa học “Vật liệu tiên tiến ứng dụng trong sản xuất nhiên liệu tái tạo và giảm phát thải khí nhà kính”.
Dựa vào thiên nhiên để phát triển bền vững vùng núi phía Bắc
Đó là chủ đề của hội thảo "Đa dạng sinh học và giải pháp dựa vào thiên nhiên cho phát triển vùng núi phía Bắc" diễn ra trong ngày 21/10, tại Thái Nguyên do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Vusta) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PANNATURE) phối hợp tổ chức.
Muốn công tác quy hoạch hiệu quả, công nghệ phải là cốt lõi
Phát triển đô thị là một quá trình, đô thị hoá là tất yếu khách quan, là một động lực quan trọng cho phát triển kinh tế - xã hội nhanh và bền vững. Trong kỷ nguyên vươn mình, quá trình đô thị hoá không thể tách rời quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước...
Hội thảo quốc tế về máy móc, năng lượng và số hóa lần đầu tiên được tổ chức tại Vĩnh Long
Ngày 20/9, tại Vĩnh Long đã diễn ra Hội thảo quốc tế về Máy móc, năng lượng và số hóa hướng đến phát triển bền vững (IMEDS 2025). Sự kiện do Hội Nghiên cứu Biên tập Công trình Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VASE) - hội thành viên của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long (VLUTE) tổ chức.

Tin mới

GS.VS. Châu Văn Minh: Tăng cường kết nối khoa học, nâng cao chất lượng chăm sóc sức khỏe nhân dân
Ngày 25/10/2026, tại Hà Nội, GS.VS. Châu Văn Minh, Chủ tịch Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Liên hiệp Hội Việt Nam), đã tham dự và phát biểu tại Hội nghị khoa học “Cập nhật các tiến bộ mới trong quản lý bệnh tiêu hóa và gan mật”, kết hợp kỷ niệm 8 năm thành lập Viện Nghiên cứu và Đào tạo Tiêu hóa, Gan mật.
TECHFEST Việt Nam 2026 đưa sản phẩm công nghệ đến gần người dân
TECHFEST Việt Nam 2026 sẽ diễn ra tại Hà Nội từ ngày 13 đến 15/11, khu vực hồ Hoàn Kiếm và phố đi bộ là trung tâm với mô hình không gian mở, đưa các hoạt động trình diễn công nghệ, triển lãm sản phẩm khởi nghiệp và kết nối đầu tư đến gần hơn với người dân, doanh nghiệp, nhà đầu tư.
Liên hiệp Hội Thành phố Hồ Chí Minh và 7 giải pháp phát huy vai trò trí thức
Tư vấn, phản biện và giám định xã hội của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh là một hoạt động quan trọng nhằm phát huy trí tuệ, kinh nghiệm và trách nhiệm xã hội của đội ngũ trí thức khoa học và công nghệ trong quá trình hoạch định chính sách, quy hoạch và triển khai các chương trình, dự án phát triển.
Đề xuất giải pháp tăng cường vai trò kết nối của VUSTA với các Hội ngành trong hoạt động tư vấn, phản biện
Ngày 23/10, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) tổ chức hội thảo đề xuất các giải pháp đổi mới cơ chế phối hợp, phát huy tối đa tiềm năng của mạng lưới 92 Hội ngành trong hoạt động tư vấn, phản biện; khẳng định quyết tâm nâng tầm vai trò cầu nối của VUSTA, biến trí tuệ đội ngũ trí thức KH&CN thành những luận cứ khoa học tin cậy phục vụ các quyết sách của Đảng, Nhà nước và MTTQ.
Đưa tri thức số về bản, giúp người dân làm chủ công nghệ
Phổ biến kiến thức khoa học, kỹ thuật chỉ thực sự phát huy giá trị khi người dân có thể vận dụng vào đời sống. Từ hoạt động giảng dạy của chuyên gia Hội Mã số Mã vạch Việt Nam trong chương trình tập huấn “Người bản số” tại Lào Cai, có thể thấy rõ cách tiếp cận lấy kỹ năng thực hành, khả năng tự chủ và an toàn trên môi trường số làm trọng tâm.
VUSTA tập huấn nâng cao kiến thức, kỹ năng phòng cháy, chữa cháy và cứu nạn, cứu hộ tại cơ sở
Nhằm nâng cao nhận thức, trách nhiệm và kỹ năng xử lý tình huống cháy, nổ cho cán bộ, nhân viên làm việc tại tòa nhà, ngày 23/10, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam tổ chức tập huấn công tác phòng cháy, chữa cháy và cứu hộ, cứu nạn. Chương trình kết hợp phổ biến quy định pháp luật với hướng dẫn kỹ năng thực hành, góp phần chủ động phòng ngừa và hạn chế thiệt hại khi có sự cố xảy ra.
Phát huy vai trò cầu nối của Liên hiệp Hội Việt Nam trong hoạt động tư vấn, phản biện và giám định xã hội
Tăng cường kết nối giữa các hội thành viên, đội ngũ trí thức khoa học và công nghệ với các cơ quan Đảng, Nhà nước và Mặt trận Tổ quốc Việt Nam là yêu cầu quan trọng nhằm nâng cao chất lượng hoạt động tư vấn, phản biện, góp phần hoàn thiện chính sách và thúc đẩy phát triển đất nước.
Đắk Lắk: Từ chính sách đãi ngộ đến yêu cầu sử dụng hiệu quả nguồn nhân lực chất lượng cao
Việc HĐND tỉnh Đắk Lắk thông qua Nghị quyết quy định chính sách thu hút, hỗ trợ đào tạo phát triển nguồn nhân lực giai đoạn 2026- 2031 thể hiện sự đồng thuận cao đối với yêu cầu nâng cao chất lượng nguồn nhân lực, tạo nền tảng cho phát triển trong giai đoạn mới. Vấn đề đặt ra là làm thế nào để chính sách đi vào cuộc sống, thu hút được người có năng lực và tạo môi trường để trí thức cống hiến.