IBM v?i chip máy tính không làm b?ng silic

IBM v?i chip máy tính không làm b?ng silic


Theo tạp chí Sience ra ngày 27.4, Hãng IBM đã phát triển một công nghệ transistor mang tính đột phá, có thể cho phép các chip máy tính được thiết kế nhỏ gọn và nhanh hơn những loại làm bằng silic hiện nay. Các transistor này được làm bằng các ống carbon siêu nhỏ, nhỏ hơn 500 lần so với các transistor hiện nay.
Tuỳ thuộc vào kích thước và hình dạng, những đặc tính điện tử của ống carbon siêu nhỏ có thể là kim loại hay bán dẫn. Ngoài việc điều khiển riêng từng cái trong số chúng - một quá trình lâu dài và chậm chạp - đến nay vẫn chưa có một biện pháp thực tế nào có thể chia tách các ống siêu nhỏ mang tính kim loại và bán dẫn ra. Nhóm nghiên cứu của IBM đã khắc phục vấn đề này bằng một phương pháp gọi là "phá huỷ để xây dựng" (constructive destruction), một kỹ thuật cho phép chỉ tạo ra loại ống carbon siêu nhỏ mang tính bán dẫn ở những vị trí mong muốn với những tính chất điện cần thiết để chế tạo các chip máy tính.
Nguyên lý của "phá huỷ để xây dựng" là muốn xây dựng một mảng dày đặc các ống carbon siêu nhỏ có tính bán dẫn thì các ống siêu nhỏ mang tính kim loại cần phải được phá huỷ. Điều này được thực hiện bằng một sốc điện (electric shockwave). Các bước thực hiện như sau: 1. Đặt những chuỗi ống siêunhỏ "gắn chặt với nhau" trên một tấm xốp oxit silic (silicon -oxide wafer). 2. Sau đó một màng litô (lithographic mask) được đặt trên tấm xốp để tạo ra các điện cực (các miếng lót bằng kim loại) trên các ống siêu nhỏ. Những điện cực này đóng vai trò các công tắc đóng mở cho các ống siêu nhỏ có tính bán dẫn. 3. Sử dụng chính tấm xốp silic này làm một điện cực, các nhà khoa học sẽ đóng các ống siêu nhỏ có tính bán dẫn lại, cơ bản là để ngăn bất cứ một dòng điện nào đi qua chúng. 4. Các ống siêu nhỏ có tính kim loại không được bảo vệ, và một điện áp thích hợp được đưa vào sẽ phá huỷ chúng. 5. Kết quả thu được là một mảng dày đặc các transistor bằng ống siêu nhỏ có tính bán dẫn không hề bị tổn hại có thể dùng để chế tạo các mạch logic tương tự như trong các chip máy tính.
Quy luật cho thấy cứ sau 18 tháng số lượng các transistor được đóng gói trên một chip lại tăng gấp đôi. Nhiều nhà khoa học đã dự tính trong khoảng 10 đến 20 năm nữa, silic sẽ đạt tới các giới hạn về vật lý của chúng, ngăn chặn khả năng đóng gói nhiều hơn nữa số lượng transistor trên một chip. Transistor là thành phần thiết kế chủ chốt của các hệ thống điện tử - chúng làm cây cầu truyền dữ liệu từ một vị trí này đến một vị trí khác nằm trong các chip máy tính, càng có nhiều transistor trên một chip thì tốc độ xử lý sẽ càng nhanh. Vì vậy, bước phát triển trên của các nhà khoa học thuộc Hãng IBM có thể tạo ra một ảnh hưởng sâu rộng tới tương lai hiệu suất của các chip máy tính.
Cũng trong báo cáo trên, các nhà khoa học IBM đã cho thấy phương pháp đánh xuyên điện (electric breakdown) có thể được dùng để gỡ bỏ từng vỏ bọc carbon riêng lẻ của một ống siêu nhỏ có nhiều lớp. Phát hiện này cho phép chế tạo các ống carbon siêu nhỏ có các đặc tính về điện chính xác như mong đợi.
Quang Phương



ATC