Từ trước đến nay, nhiệt độ luôn là "kẻ thù số 1" của thiết bị điện tử. Hầu hết các con chip hiện đại sẽ bắt đầu "đình công" khi nhiệt độ vượt quá 200 độ C. Điều này khiến việc đưa máy tính vào các môi trường khắc nghiệt như bên trong lò phản ứng hạt nhân, giếng khoan địa nhiệt hay bề mặt nóng bỏng của sao Kim trở thành nhiệm vụ bất khả thi.
Nhưng một bước đột phá không tưởng vừa đến từ Đại học Nam California (USC) đã xảy ra, khi các nhà nghiên cứu chế tạo thành công một thiết bị điện tử có khả năng hoạt động ổn định ở mức nhiệt độ 700 độ C – nóng hơn cả dung nham nóng chảy và gấp nhiều lần giới hạn chịu đựng của chip silicon thông thường.
Ảnh minh họa.
Bí mật của con chip siêu chịu nhiệt này nằm ở thiết kế memristor quy mô nano. Các nhà khoa học đã sử dụng cấu trúc ba lớp: Tungsten bền bỉ ở trên, lớp gốm cách điện Hafnium oxide ở giữa và một lớp Graphene mỏng chỉ bằng một nguyên tử ở dưới đáy. Chính lớp Graphene này đóng vai trò là "người gác đền", ngăn cản các nguyên tử kim loại xâm nhập và phá hủy chip dưới sức nóng cực độ.
Trong các bài kiểm tra, thiết bị không chỉ lưu giữ dữ liệu an toàn trong hơn 50 giờ ở 700 độ C mà còn thực hiện hàng tỷ lần chuyển đổi dữ liệu với tốc độ nano giây. Thậm chí, nhóm nghiên cứu cho biết họ vẫn chưa thể tìm ra điểm giới hạn của con chip này vì... thiết bị thử nghiệm trong phòng thí nghiệm đã hỏng trước khi con chip kịp hỏng.
Không chỉ chịu nhiệt giỏi, loại chip này còn là "vũ khí" lợi hại cho trí tuệ nhân tạo. Với khả năng thực hiện các phép nhân ma trận (nền tảng của AI như ChatGPT) bằng các tiến trình vật lý trực tiếp, nó có thể giúp các hệ thống AI hoạt động nhanh hơn và tiết kiệm năng lượng hơn gấp nhiều lần so với hiện nay.
Môi trường nghiên cứu siêu chip mới của Đại học Nam California.
Giáo sư Joshua Yang, người dẫn đầu nghiên cứu, tin rằng đây là mảnh ghép cuối cùng để biến những giấc mơ thám hiểm không gian sâu thành hiện thực. Với loại chip này, các tàu thăm dò có thể hạ cánh xuống sao Kim và xử lý dữ liệu ngay tại chỗ thay vì phải chờ đợi tín hiệu từ Trái Đất. Một kỷ nguyên mới của công nghệ "siêu chịu nhiệt" đã chính thức bắt đầu.
