Tranzito nhanh nhất thế giới

Bằng cách trộn một cách cẩn thận và tỉ mỉ các nguyên liệu bán dẫn trong các chân điện cực riêng biệt của một thiết bị cực nhỏ, Feng và Hafez phát triển một linh kiện bán dẫn có độ dài nhỏ hơn một nửa phần triệu của 1m với tốc độ cực đại là 604 GHz, tương đương với khả năng thực hiện 604 tỉ phép tính trong một giây. Theo lời Doug Barlage, thuộc trường Đại học bang Nam Carolina, Mỹ thì: "Đây là một đỉnh cao mới trong việc nâng cao hiệu suất của linh kiện bán dẫn. Thiết bị này còn có khả năng nhanh hơn gấp 3 lần các linh kiện bán dẫn nhanh nhất làm bằng silicon".

Các cực được xếp theo hình sandwich

Đây là  một loại thiết bị đặc biệt là một linh kiện bán dẫn lưỡng cực gồm 3 điện cực xếp chồng lên nhau. Dòng điện được điều khiển trong khi đi qua 3 điện cực gồm điện cực gốc, cực phát và cực góp. Thay đổi dòng chạy qua cực gốc  thì có thể điều khiển được dòng chạy qua cực phát và cực góp. Thiết bị loại này có thể khuếch đại dòng tại cực góp hoặc được sử dụng, với mục đích bật, hoặc ngắt dòng điện chạy qua linh kiện bán dẫn.

Để tạo ra 3 lớp của linh kiện bán dẫn, các nhà nghiên cứu đã cẩn thận trộn lẫn 2 loại hợp chất bán dẫn kết tinh là Indi photphua và Indi gali asenic. Điểm mấu chốt trong sáng chế này là họ điều chỉnh các hỗn hợp trong cực góp nhằm thay đổi cấu trúc tinh thể của các hợp chất khiến cho các electron có thể chuyển qua một cách dễ dàng hơn. Đây là bước quyết định làm cho linh kiện bán dẫn này hoạt động có hiệu quả cao.

Xa hơn và nhanh hơn

Hafez cho biết: "Bằng việc tăng lượng Indi bên trong của cực góp thì độ linh động của các chất được tăng lên, đồng nghĩa với việc electron có thể di chuyển nhanh hơn qua các cực của linh kiện bán dẫn". Các hỗn hợp được tạo ra một cách cẩn thận còn có một lợi ích quan trọng khác. Theo Hafez thì: "Các electron không những có thể di chuyển nhanh hơn mà còn có thể di chuyển trong một khoảng cách tương đối dài với tốc độ nhanh đến lạ thường trước khi nó giảm tốc độ khi di chuyển vào các nguyên tử của cực góp".

Tuy nhiên, Hafez cũng thừa nhận rằng cần một thời gian nữa trước khi sáng chế này được đưa vào sử dụng trong các thiết bị điện tử phức tạp. Ông nói: "Chúng tôi còn phải nghiên cứu thêm một thời gian nữa mới có thể chế tạo ra được một con chip sử dụng linh kiện bán dẫn này. Tuy nhiên, chúng tôi sẽ phát triển và đưa vào sử dụng một số mạch tích hợp có cấu tạo phức tạp hơn trong một khoảng thời gian ngắn nữa".

Barglage cũng cho biết thêm rằng các nguyên liệu trên có thể sẽ không phù hợp với các loại linh kiện bán dẫn khác như các linh kiện bán dẫn sử dụng trong máy tính được điều khiển dựa vào hiệu ứng trường điện từ. Tuy nhiên, ông cũng đưa ra giả thuyết: "Khả năng này không phải là không thể xảy ra".Kevin Krwell, Tổng Biên tập của Tạp chí Công nghiệp, Microprocessor Report, tin tưởng rằng các thiết bị này có thể phù hợp với các thiết bị thu sóng radio. Ông nói: "Khi tần số của linh kiện bán dẫn càng lớn, thì số lượng các phép xử lý tín hiệu càng cao".

Nguồn: New Scientist, 2005