Công nghệ điện tử hoàn toàn mới

Pin siêu công suất

Vật liệu điện tử liên kết bao gồm hai thành phần: vật liệu nền và các hạt vật chất dạng nano. Vật liệu nền là một môi trường liên kết các thành phần hoàn toàn đồng nhất nhưng khác nhau về tính chất vật lý và hóa học. Các nhà khoa học Nga đã cấy vào đó các hạt vật chất nano có kích thước cỡ 10-9m được chế biến từ các vật liệu khác nhau. Một khi điện từ trường tác động vào vật liệu điện tử liên kết, chúng sẽ gây nên các dao động kết hợp tự điều chỉnh của các điện tử trong hạt nano, dẫn đến sự tương tác rất mạnh giữa vật liệu nền với điện từ trường.

Vật liệu điện tử liên kết có nhiều ứng dụng như bộ phận cảm quang sử dụng trong các loại pin mặt trời được chế tạo từ vật liệu điện tử liên kết có thể đạt hiệu suất công có ích tới 90%! Loại vật liệu cảm quang này còn có một tính chất độc đáo nữa là nó có thể cảm quang được ngay cả dưới tác động của ánh sao le lói trong đêm tối mịt.

Sử dụng công nghệ điện tử liên kết có thể tạo ra các vật liệu mới để chế tạo các robot chuyển động nhẹ nhàng giống như hiệu ứng "đi bộ trên Mặt Trăng", mở ra triển vọng chế tạo các loại giầy dép có thể giúp con người bước nhanh và xa. Ngoài ra, các nhà khoa học tại viện Dupna đang nghiên cứu công nghệ sản xuất các vật liệu siêu sạch trên cơ sở nguyên tố đất hiếm với mức độ tạp chất vào khoảng 10-7 và thấp hơn nữa. Pha thêm một ít nguyên tố đất hiếm vào vật liệu điện tử liên kết sẽ tạo ra các vật liệu siêu bền, siêu nhẹ, chịu được nhiệt độ cao, được sử dụng để chế tạo thân tên lửa và máy bay.

Không dừng lại ở đó, các nhà khoa học Nga ở Dupna đã mô tả chi tiết 24 loại ứng dụng vật liệu điện tử liên kết, có thể nâng cao chất lượng vật liệu lên 100-1000 lần. Từ vật liệu điện tử liên kết có thể chế tạo các bộ lọc quang học và hồng ngoại, các loại thấu kính và gương để chế tạo kính, ống nhòm, kính cửa sổ có tác dụng bảo vệ chống lại tia cực tím. Các bộ dung điện cao tần và cảm biến sử dụng vật liệu này sẽ có kích thước rút gọn từ 10-100 lần. Các tinh thể quang tử từ vật liệu điện tự liên kết sẽ tạo ra những lĩnh vực ứng dụng chưa từng có trong quang điện tử, kỹ thuật laser, truyền hình và mở ra khả năng hoàn toàn mới trong công nghệ ảnh nổi.

Mạch logic quang tử

Từ vật liệu điện tử liên kết, các nhà khoa học có thể tạo ra các máy phát điện siêu nhỏ và các dụng cụ quang điện hiệu quả cao vượt trội như tế bào quang điện sử dụng trong các loại pin mặt trời. Các thiết bị xử lý thông tin hoàn toàn mới như mạch logic quang tử trên cơ sở công nghệ vật liệu điện tử học liên kết sẽ tạo ra các máy tính quang tử sử dụng tín hiệu ánh sáng thay thế tín hiệu điện. Tốc độ tính toán của các máy tính đó gần như không có giới hạn và có thể tăng lên nhiều nghìn lần.

Các nhà khoa học Nga còn được cấp bằng sáng chế cho mạch logic quang tử trên cơ sở vật liệu điện tử liên kết. Trong tương lai không xa, mạch logic dựa trên cơ sở công nghệ điện tử học liên kết sẽ ra đời với ý nghĩa lớn đến mức tương tự như phát minh ra bóng bán dẫn trong thế kỷ XX. Mạch logic quang tử là linh kiện căn bản ban đầu không thể thiếu được để chế tạo máy tính quang tử. Ngoài ra, từ vật liệu điện tử liên kết, các nhà khoa học Nga sáng chế tụ điện siêu nhỏ hoạt động trên dải tần số 1-1000 GHz, có kích thước nhỏ hơn 100 nanomet, các loại gương và thấu kính gương, nanolaser lưỡng cực, mạch logic quang tử, chất lỏng phản quang dùng cho chuẩn đoán trong y học v.v...

Nguồn: KH&ĐS Số 90 Thứ Sáu 10/11/2006