Kim cương không chỉ còn là đồ trang sức nữa

Nói đến ngành công nghiệp bán dẫn, silicon đã trở thành “vua” trong lĩnh vực điện tử, nhưng nó đang đi đến cuối giới hạn vật lý của nó.

Để cung cấp năng lượng hiệu quả hơn cho lưới điện, đầu máy xe lửa và thậm chí cả ô tô điện, các nhà khoa học của Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Livermore (LLNL) đang chuyển sang sử dụng kim cương như một chất bán dẫn dải tần siêu rộng.

Kim cương vừa được chứng minh là có tính linh động vượt trội, phá vỡ điện trường và dẫn nhiệt, những đặc tính quan trọng nhất để cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện tử. Nó trở nên đặc biệt sau sự phát triển quá trình lắng đọng hơi hóa học (CVD) để phát triển các tinh thể đơn chất lượng cao.

Nhóm nghiên cứu đã khám phá các đặc tính của những viên kim cương nhân tạo có chất lượng cao hơn những viên kim cương tự nhiên. Nhà vật lý Paulius Grivickas của LLNL cho biết: “Trong lĩnh vực điện tử, bạn muốn bắt đầu từ vật liệu tinh khiết nhất có thể để nhào nặn nó thành một thiết bị với các đặc tính mong muốn”.

Ví dụ, công tắc kim cương quang dẫn được sản xuất theo cách này có thể được sử dụng trong lưới điện để kiểm soát dòng điện và điện áp tăng có thể làm hỏng thiết bị. Grivickas cho biết các công tắc silicon hiện tại rất lớn và cồng kềnh, nhưng những công tắc làm từ kim cương có thể làm được điều tương tự với một thiết bị có thể vừa với đầu ngón tay.

Nghiên cứu cũng có các ứng dụng trong hệ thống phân phối năng lượng mà nhóm đã chứng minh khả năng tạo ra năng lượng tần số vô tuyến cấp megawatt, đòi hỏi tối ưu hóa phản ứng tần số cao của kim cương.

TUYẾT HUỲNH (Nguồn: Phys.org)