2. I.Sự ra đời Stanene:
Shoucheng Zhang là giáo sư vật lý thuộc Đại học
Stanford, thành viên của Hiệp hội Vật lý Mỹ và
Viện Hàn lâm Nghệ thuật và Khoa học Mỹ.
Trong gần thập kỉ, ông cùng các
đồng nghiệp đã nghiên cứu về
"vật liệu tô pô”.
"Điều thần kì của vật liệu tô pô là
chúng rất tự nhiên, chúng buộc
electron di chuyển trên những
đường nhất định không giới hạn
tốc độ, giống như đường cao tốc”
Vào năm 2006 và 2009, Nhóm
của Zhang đã dự đoán rằng
thủy ngân telluride và vài hợp
chất bismuth, antimon, selen
và tellurium có thể tạo nên cách
điện tô pô.
Nhưng không có loại vật liệu
nào dẫn điện hoàn hảo ở nhiệt
độ phòng.
Đầu năm 2013, một nhà khoa học
tên là Yong Xu đã cộng tác với nhóm
của Zhang nghiên cứu tính chất của
thiếc tinh khiết.
Sau đó, giáo sư Zhang là người đầu
tiên đưa ra lý thuyết về Stanene năm
2013.
( Ký hiệu hóa học của thiếc là Sn, có nguồn
gốc từ chữ Latinh "Stannum", do đó một lớp
đơn màng thiếc có thể được gọi là
"stanene")
3. II.Đôi nét về chất cách điện tô pô:
Chất cách điện tô pô là gì?
Tóm lại:
Chất cách điện tô pô là một loại vật liệu chỉ dẫn điện trên
các cạnh hoặc các bề mặt bên ngoài của nó. Khi cách điện tô
pô là chỉ dày một nguyên tử, các cạnh của nó sẽ dẫn điện
hiệu suất 100%. Lúc này nó buộc các electron di chuyển
theo một đường quy định và không có trở kháng.
4. III.Cấu trúc Stanene:
Một lớp thiếc - một yếu tố quen thuộc như là
lớp phủ cho lon thiếc - có thể là nguyên liệu
đầu tiên trên thế giới để dẫn điện với hiệu suất
100% ở nhiệt độ chip máy tính hoạt động.
Vật liệu Stanene là một mạng
lưới các nguyên tử thiếc sắp xếp
trật tự thành một lớp theo hai
chiều không gian.
Bằng cách thêm các nguyên tử flo liên kết vào hệ
thống mạng, hiệu suất truyền tải điện của Stanene sẽ
vẫn đảm bảo ở nhiệt độ 100 độ C
5. IV. Ứng dụng
Nếu được sử dụng như hệ thống dây điện trong chip máy tính, vật liệu
được gọi là "stanene," có thể làm tăng tốc độ và giảm nhu cầu điện năng
của các thế hệ tương lai của máy tính.
Zhang nói: "Tôi hy vọng có thể thay thế silicon stanene, thiếc giá rẻ,
dồi dào, ổn định và thân thiện với môi trường."
Stanene hứa hẹn có thể tạo được chip
nhỏ hơn, nhanh hơn mà không quá nóng
khi hoạt động.
Tuy nhiên, trở ngại lớn nhất là khó khăn
trong việc chế tạo vật liệu chỉ dày bằng 1
nguyên tử.
Các đơn vị CPU của máy tính đã bị giới hạn tốc độ
đến 3 GHz từ năm 2005 vì tiêu tán năng lượng
trong ngành điện tử. Nếu chúng hoạt động nhanh
hơn, nhiệt sẽ lấn át các thiết bị.
