Trong một khám phá đột phá, các nhà nghiên cứu tại Đại học California, Santa Barbara (UCSB) đã tiết lộ một sự hiểu biết mới về các tương tác electron-phonon trong các chất bán dẫn hai chiều (2D). Những phát hiện của họ, được công bố gần đây, có thể cách mạng hóa thiết kế các thiết bị điện tử, giúp chúng tiết kiệm năng lượng hơn.
Theo truyền thống, các tương tác electron-phonon được xem là có hại cho độ dẫn điện. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu UCSB đã phát hiện ra rằng trong vật liệu 2D, các tương tác này có thể bảo toàn động lượng và năng lượng, có khả năng tăng cường độ dẫn điện. Hiện tượng này, được gọi là "thủy động lực học electron-phonon liên kết", cho thấy một hệ thống truyền năng lượng hiệu quả hơn.
Các kỹ sư cơ khí Bolin Liao và Yujie Quan đã tiến hành các mô phỏng, cho thấy các electron và phonon hoạt động tập thể như một chất lỏng. Điều này mở ra cánh cửa cho độ dẫn điện hiệu quả cao, ngay cả ở nhiệt độ phòng, cung cấp một giải pháp thay thế thiết thực cho siêu dẫn ở nhiệt độ cực thấp.
Những tiến bộ này có ý nghĩa quan trọng đối với thiết kế chất bán dẫn. Bằng cách thiết kế vật liệu để thúc đẩy các va chạm bảo toàn động lượng, chúng ta có thể tạo ra các thiết bị sử dụng ít năng lượng hơn. Nghiên cứu cũng nhấn mạnh tiềm năng của vật liệu 2D cho điện tử thế hệ tiếp theo, bao gồm các transistor dựa trên spin và dựa trên điện tích.
Trong các tin tức liên quan, phó giáo sư vật liệu UCSB Daniel Oropeza đã nhận được Giải thưởng Nhà nghiên cứu trẻ toàn cầu năm 2025. Sự công nhận này nhấn mạnh sự tiến bộ ngày càng tăng trong việc sử dụng vật liệu 2D cho các ứng dụng điện tử tiên tiến.