Mới đây, một nhóm nghiên cứu đến từ Đại học Pennsylvania (Mỹ) đã phát triển thành công một loại vật liệu graphene 3D, dạng xoắn nhằm cải thiện những hạn chế về khả năng tương tác điện cực của chip lượng tử.
Loại Silicon được sử dụng làm chất bán dẫn, có nhiệm vụ làm di chuyển electron trong các chip lượng tử. Tuy nhiên, silicon làm hạn chế các điện cực trong các bước sóng, khiến các đặc tính điện tử và quang học bị thay đổi do đặc tính khi thiết kế vật liệu này ở kích thước nhỏ vài nanomet, hiện tượng này gọi là “kìm hãm lượng tử”.
Do đó, nhằm cải thiện những hạn chế vật lý của silicon trong các chip lượng tử, nhóm các nhà nghiên cứu tại Đại học Pennsylvania (Mỹ) đã phát triển thành công loại vật liệu graphene ba chiều dạng xoắn.
Mỹ sáng chế lớp vật liệu graphene 3D dạng xoắn nâng cao hiệu suất chip lượng tử
Theo Scitech Daily, trong nghiên cứu này, nhóm các nhà nghiên cứu tại Đại học Pennsylvania (Mỹ) đã sử dụng graphene để tìm cách cải thiện hạn chế này trong hạt electron. Cụ thể, giữa các lớp vật liệu graphene mỏng khoảng 0,5 nanomet xếp chồng lên nhau, nhóm sử dụng một chất nền hợp kim để kiểm soát tính cộng hưởng giữa điện tử và quang học của cả hệ thống, từ đó tăng khả năng trao đổi giữa các electron và nâng cao hiệu suất trong bộ chip.
TS Jurek Sadowski, thành viên nhóm nghiên cứu cho biết, nhóm nghiên cứu đã xoắn tròn lớp graphene khoảng 30 độ để tăng không gian tương tác, nhờ vậy các điện tích dễ dàng di chuyển và tương tác.
Đặc biệt hơn, loại graphene hình lục giác có khả năng lấp đầy những lỗ hổng electron, chính vì vậy dễ dàng chuyển đổi một lượng lớn điện tích của bộ chip trong thời gian ngắn.
Nhóm các nhà khoa học cho biết, để có thể khẳng định về vai trò và sự đóng góp của sáng chế này, nhóm vẫn cần thêm nhiều nghiên cứu sâu hơn nữa về tác động của cấu trúc graphene trong từng phân lớp đến các đặc tính điện tử và quang học của chip.
Nhóm các nhà nghiên cứu tại Đại học Pennsylvania (Mỹ) cũng đang lên kế hoạch về việc ra mắt sản phẩm lượng tử từ vật liệu graphene trong tương lai.
