Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ tư, 22/09/2010 18:11 (GMT+7)

Transistor quang đơn phân tử nhỏ nhất thế giới

Trong khi thông tin rất dễ dàng truyền dẫn bằng ánh sáng trong các sợi cáp quang thì việc đảo và xử lý thông tin quang còn tương đối phức tạp trong việc chuyển đổi từ photon sang electron và ngược lại: chậm và tiêu tốn khá nhiều năng lượng.

Trên thực tế thì còn một khoảng cách khá xa để đến với các mạch photonic trong các máy tính hay các ứng dụng thông thường hàng ngày khác bởi vì các mạch này đòi hỏi phải được thao tác ở không gian kích thước nanomet dẫn đến khá nhiều khó khăn. Hơn nữa các bộ khóa chùm tia, cho phép năng lượng từ một chùm khuếch đại chùm khác, thường đòi hỏi các tinh thể photonic lớn. 

Mới đây, Vahid Sandoghdar cùng các đồng nghiệp ở Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sĩ, Zurich (ETH Zurich) đã tạo ra thứ mà họ gọi là transistor quang nhỏ nhất thế giới chỉ từ một đơn phân tử chất nhuộm màu (dye molecular). Linh kiện hoạt động nhờ việc làm yếu đi hoặc khuếch đại một “ cực nguồn ” tia laser phụ thuộc vào công suất của chùm tia ở cổng “ gate ”, có thể giúp cho việc tạo ra một mạch toàn quang hay xa hơn là các máy điện toán quang học ở một bước tiếp cận gần hơn.

Bố trí thí nghiệm: a) trạng thái năng lượng của đơn phân tử, b) thời gian tác động của chùm laser, c) sơ đồ hệ quang học và ảnh chụp hệ quang học (Nature 460 (2009) 76).

Hoạt động đơn giản.

“ Bằng cách điều khiển các bậc suy giảm và khuếch đại thông qua công suất của chùm laser ở cực gate, chúng tôi đã biểu diễn một transistor nhỏ nhất cho đến hiện tại ” – Sandoghdar nói. Nguyên lý hoạt động của linh kiện khá đơn giản – theo lời của Sandoghdar: Khi phân tử được đặt trong trạng thái kích thích bởi chùm tia laser ở cực cổng, nó sẽ phát xạ ra một photon và do đó khuếch đại công suất của chùm tia cực nguồn.

Chìa khóa then chốt để tạo transistor quang này là hội tụ chùm sáng vào một đơn phân tử ở nhiệt độ thấp, tạo ra một liên kết phân tử nhẹ rất mạnh cho phép phân tử gây ảnh hưởng lên ánh sáng laser. Mặc dù liên kết mạnh đã được tạo ra trước đó nhưng nó chỉ được tiến hành trong các hốc quang học mà ở đó các tương tác có thể được tăng cường. Tuy nhiên, thậm chí các hốc quang học nhỏ nhất còn lớn hơn kích thước một micromet, có nghĩa là các linh kiện kia không thể được tạo ra nhỏ hơn so với linh kiện này. 

Một số kết quả của thí nghiệm: a) phổ truyền qua của tia đầu dò cho đơn phân tử ở trạng thái cơ bản (pump off), b) Kết quả ở trạng thái đảo mật độ tích lũy (Nature 460 (2009) 76).

Đóng gói mật độ cao.

Ngược lại, các thí nghiệm của nhóm ETH Zurich có thể dẫn đến việc đóng gói mật độ cao các transistor quang kích cỡ nanomet. Các tính toán lý thuyết của nhóm cũng đã chỉ ra rằng có khả năng xây dựng các mạch phức tạp mà ở đó nhiều bộ phát (emitters) có thể liên kết với các ống dẫn sóng siêu nhỏ có thể mang thông tin quang trên một con chip.

“ Vàmặc dù thí nghiệm được tiến hành với các chùm tia laser truyền thống, nhưng nó cũng có thể làm việc với các chùm tia sáng phi truyền thống ở mức độ đơn photon ” – Sandoghdar giải thích – “ Có nghĩa là thông tin lượng tử có thể được xử lý ”.

Xem Thêm

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

Phó Chủ tịch Liên hiệp Hội Việt Nam tham dự Diễn đàn Vi điện tử Toàn Nga 2026
Từ ngày 27/9 đến 3/10, tại Đại học Khoa học - Công nghệ Sirius, Lãnh thổ Liên bang Sirius, Liên bang Nga, đã diễn ra Diễn đàn Vi điện tử Toàn Nga 2026 - một trong những diễn đàn chuyên ngành lớn của Nga về phát triển vi điện tử, cơ sở linh kiện điện tử và các công nghệ điện tử liên quan.
5 nhà khoa học của Liên hiệp Hội Việt Nam được tôn vinh “Nhà khoa học của Nhà nông” năm 2026
Sáng 2/10/2026, tại Hà Nội, Trung ương Hội Nông dân Việt Nam tổ chức Chương trình tôn vinh “Nhà khoa học của Nhà nông” lần thứ VII và trao giải Cuộc thi “Sáng tạo kỹ thuật Nhà nông” toàn quốc lần thứ XI năm 2026. Trong số 42 cá nhân được tôn vinh năm nay có 5 nhà khoa học do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam giới thiệu.
Thanh Hoá: Kinh tế tuần hoàn, tín chỉ Carbon và mô hình sản xuất không phát thải
Ngày 30/9/2026, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Thanh Hóa (Liên hiệp hội) phối hợp với Sở Khoa học và Công nghệ, Trường Đại học Hồng Đức và Viện Nông nghiệp Thanh Hóa tổ chức Diễn đàn khoa học với chủ đề “Kinh tế tuần hoàn và tín chỉ Carbon - Phương pháp xây dựng mô hình sản xuất không phát thải tại Thanh Hóa”.
Đắk Lắk: Phát huy nguồn lực trí thức, xây dựng hệ sinh thái đổi mới sáng tạo tỉnh
Trong giai đoạn 2026-2030, xây dựng hệ sinh thái đổi mới sáng tạo (ĐMST) là yêu cầu quan trọng để Đắk Lắk khai thác tốt hơn tiềm năng, lợi thế và các nguồn lực cho phát triển. Cùng với KHCN và CĐS, ĐMST cần được nhìn nhận không chỉ là hoạt động của các viện, trường hay doanh nghiệp công nghệ, mà là một phương thức tổ chức nguồn lực để giải quyết những bài toán phát triển cụ thể của địa phương.
Phú Thọ: Tập huấn, truyền thông thúc đẩy giáo dục hòa nhập cho trẻ khuyết tật tại xã Lạc Sơn
Ngày 25/9/2026, tại xã Lạc Sơn, tỉnh Phú Thọ, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Phú Thọ phối hợp với Viện Tài chính vi mô và Phát triển cộng đồng (MACDI) cùng các cơ quan, đơn vị liên quan tổ chức chương trình tập huấn, truyền thông thúc đẩy giáo dục hòa nhập cho trẻ khuyết tật.
Đại hội Hội Khoa học lịch sử Việt Nam lần thứ VIII: GS.TS Nguyễn Văn Kim được bầu làm Chủ tịch
Ngày 30/9/2026, tại Hà Nội, Hội Khoa học Lịch sử Việt Nam tổ chức Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ VIII, nhiệm kỳ 2026-2031. Đại hội là dấu mốc quan trọng mở ra chặng đường phát triển mới của Hội; GS.TS Nguyễn Văn Kim được tín nhiệm bầu giữ chức Chủ tịch Hội Khoa học Lịch sử Việt Nam nhiệm kỳ 2026-2031.
Thế hệ trẻ và bản lĩnh chính trị trên không gian số: Chủ động đối thoại, phản biện và “phủ xanh” thông tin tích cực
Trong kỷ nguyên số, không gian mạng tác động sâu sắc đến nhận thức, tư tưởng của xã hội, đặc biệt là thế hệ trẻ. Trước tin giả, thông tin xấu độc và các luận điệu sai trái, thù địch, tuổi trẻ Việt Nam thông qua các diễn đàn chính luận đã khẳng định bản lĩnh chính trị vững vàng, chủ động đối thoại, phản biện các luận điệu sai trái và góp phần “phủ xanh” không gian mạng bằng những giá trị tích cực.