Vật liệu giúp chế tạo các thiết bị điện tử không cần sạc pin

Nhóm các nhà khoa học Nhật Bản và Trung Quốc đã tìm ra vật liệu chế tạo thiết bị điện tử tiêu tốn rất ít năng lượng, những thiết bị điện tử làm bằng vật liệu này có thể không cần sạc pin.

Nhóm các nhà khoa học Nhật Bản và Trung Quốc đã tìm ra vật liệu chế tạo thiết bị điện tử tiêu tốn rất ít năng lượng, những thiết bị điện tử làm bằng vật liệu này có thể không cần sạc pin.

Vật liệu lạ này được gọi là chất cách điện topo- những yếu tố phi từ tính hoạt động giống như chất keo có thể giúp gắn các nam châm nguyên tử theo cùng một hướng. Theo đó, nhóm nghiên cứu tìm ra cách để tạo ra dòng điện ở nhiệt độ phòng mà không hao phí năng lượng, có thể giúp phát triển các thiết bị điện tử tiêu thụ điện năng cực thấp.

Các nghiên cứu trước đây cho thấy, dòng điện có thể được tạo ra nhờ tính chất sắt từ hoặc độ nhạy từ cao của vật liệu mà không cần nguồn điện ngoài. Hiện tượng này lần đầu tiên được phát hiện vào những năm 1980, được đặt tên là “Hiệu ứng Hall lượng tử” (theo tên nhà vật lý người Mỹ phát hiện ra hiệu ứng, Edwin Hall).

Tuy nhiên, để đạt được yêu cầu tạo ra dòng điện mà không tiêu tốn năng lượng, đến nay hệ thống cần phải đặt trong một môi trường rất lạnh với một từ trường bên ngoài lớn.

Để giải quyết vấn đề này, các nhà khoa học Nhật Bản đã sử dụng vật liệu cách điện topo sắt từ. Loại vật liệu này có tính chất kim loại ở vỏ ngoài và cách điện ở lớp trong. Một màng mỏng nhỏ chế tạo từ vật liệu này sẽ phát ra một dòng điện trên bề mặt hoặc dọc theo các cạnh mà không cần nguồn điện ngoài.

Các nhà nghiên cứu phát hiện, các nguyên tử phi từ tính như Sb hay Te đóng vai trò cầu nối để tương tác này xảy ra, làm cho toàn bộ vật liệu có tính sắt từ. Phát hiện này rất quan trọng trong việc phát triển các thiết bị điện tử tiêu thụ ít năng lượng.

Hiện các kết quả mới chỉ đạt được ở nhiệt độ rất thấp, nhóm nghiên cứu đang tìm cách để tăng nhiệt độ chuyển pha từ tính này.

“Chúng tôi hy vọng thành tựu này sẽ làm tiền đề cho việc tạo ra các vật liệu mới hoạt động ở nhiệt độ phòng trong tương lai”- Giáo sư Akio Kimura, thuộc Trường ĐH Hiroshima, thành viên của nhóm nghiên cứu cho biết.

HẢI HUỲNH (Nguồn: Science Daily)