Chế tạo thành công vật liệu 2D mới dẫn điện với tốc độ ánh sáng

Vật liệu 2D mới dẫn điện với tốc độ ánh sáng là sản phẩm khoa học công nghệ mới nhất vừa được chế tạo thành công có thể áp dụng cho các siêu máy tính, máy tính lượng tử trong tương lai.

Cụ thể, các nhà nghiên cứu Trung Quốc và Hoa Kỳ đã hợp tác phát triển thành công một loại vật liệu lượng tử 2D mới có khả năng dẫn điện ở tốc độ gần như bằng tốc độ ánh sáng. Các vật liệu này hứa hẹn có thể được sử dụng trong hệ thống máy tính lượng tử thế hệ tiếp theo trong tương lai.

Được biết, vật liệu mới này có khả năng mang dữ liệu Dirac hay Majoranium, chứa các hạt điện tích có khối lượng cực nhỏ. Và đặc biệt hơn hết, các hạt này có thể di chuyển gần bằng với tốc độ ánh sáng.

"Cuối cùng, chúng ta có thể có phát hiện ra những lý thuyết kỳ lạ, cao cấp về vật lý và chế tạo ra một vật liệu gì đó có ích” - Jing Xia, giáo sư vật lý và thiên văn tại Đại học California, Irvine cho biết trong một thông cáo báo chí. "Chúng tôi đang khám phá khả năng hoạt động của vật liệu này cho các máy tính lượng tử topo trong khoảng 100 năm tới".

Các tài liệu, chi tiết cuộc nghiên cứu này đã được trình bày cụ thể trong ba bài báo khoa học mới được công bố. Và để chế tạo thành công vật liệu này, Xia cùng các cộng sự đã phải sử dụng kính hiển vi điện tử mạnh nhất hiện nay, kính hiển vi giao thoa kế Sagnac cáp quang.

“Kính hiển vi này là công cụ đo lường, quan sát, theo dõi tốt nhất cho loại vật liệu mới này” - một sinh viên cao học tại UCI nói. "Đó là cách chính xác nhất để đo đạc từ tính trong vật liệu này".

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng kính hiển vi kể trên để quan sát chromium germanium telluride, một màng carbon nguyên tử superthin tương tự như graphene ở nhiệt độ - 387 độ F.

Không giống như graphene, vật liệu 2D mới này có tính dẫn điện và từ tính cao giúp nó trở thành vật liệu lý tưởng để thiết kế, xây dựng các thành phần máy tính.

Các nhà nghiên cứu cũng quan sát hình thái của chất bismuth và niken trong vật liệu này ở nhiệt độ - 452 độ F. Tại điểm tiếp xúc chính xác bề mặt phân tử hai chất này cho thấy, chúng là một chất siêu dẫn kỳ lạ phá vỡ các cấu trúc đối xứng.

“Và vấn đề cuối cùng đặt ra là làm sao để cho vật liệu này có thể hoạt động ở nhiệt độ bình thường” – Xia nói. Đây sẽ là nghiên cứu thứ ba mà các nhà khoa học phải thực hiện để vượt quan rào cản mới liên quan tới vật liệu này.