Giờ đây, một nhóm các nhà vật lý do Deepak K. Singh, phó giáo sư vật lý và thiên văn học tại trường Đại học Missouri dẫn đầu, đã chế tạo được một vật liệu có thể khắc phục cả hai hạn chế nêu trên. Các nhà khoa học đã xin cấp sáng chế cho vật liệu từ tính sử dụng một cấu trúc độc đáo - mạng lưới "tổ ong" thể hiện các tính chất điện tử đặc biệt.

PGS Singh cho rằng: Các điốt bán dẫn và bộ khuếch đại, thường được chế tạo từ silic hoặc germani, là các nguyên tố quan trọng trong các thiết bị điện tử hiện đại. Một điốt thông thường cho phép dòng điện và điện áp đi qua thiết bị chỉ theo một chiều duy nhất, nhưng khi điện áp được đảo ngược, dòng điện sẽ bị ngắt. Quá trình chuyển đổi này gây lãng phí nhiều năng lượng do hiện tượng tản nhiệt hoặc cạn kiệt nguồn điện, do đó ảnh hưởng đến tuổi thọ pin. Bằng cách thay thế chất bán dẫn bằng một hệ thống từ tính, chúng tôi tin rằng có thể chế tạo một thiết bị hiệu quả, tiêu thụ ít năng lượng hơn nhiều với các thiết bị cải tiến khác.

Nhóm nghiên cứu đã tạo ra một vật liệu hai chiều có cấu trúc nano bằng cách lắng đọng hợp kim từ tính trên một khuôn mẫu có cấu trúc tổ ong của bề mặt silic. Vật liệu mới cho phép dòng điện đơn hướng đi qua theo một chiều và cũng có công suất tiêu hao ít hơn nhiều so với điốt bán dẫn thường được sử dụng trong các thiết bị điện tử.

Các điốt từ tính mở đường cho ra đời các bóng bán dẫn từ tính mới và bộ khuếch đại tiêu hao rất ít năng lượng, nên sẽ làm tăng hiệu quả của nguồn điện năng. Điều này có nghĩa là các chuyên gia thiết kế có thể tăng tuổi thọ pin gấp 100 lần. Công suất tiêu hao ít trong bộ vi xử lý máy tính cũng có thể làm giảm nhiệt sinh ra trong CPU của máy tính xách tay hoặc máy tính để bàn.

PGS Singh cho rằng: Dù cần thực hiện thêm nhiều nghiên cứu mới phát triển được sản phẩm cuối cùng, nhưng thiết bị này cũng có nghĩa là sạc thông thường 5 giờ có thể tương đương với sạc 500 giờ. Thiết bị cũng có thể hoạt động như một “công tắc bật/tắt” cho các linh kiện bên ngoài như camera mạch kín hoặc bộ giảm tần số vô tuyến, làm giảm công suất dòng điện chạy qua thiết bị. Chúng tôi đã xin cấp sáng chế của Hoa Kỳ và kết hợp với một công ty phái sinh để giúp đưa thiết bị ra thị trường. (KHCN)