silicon: gallium nitride (GaN, phiên âm: Gali nitrua).
Trải qua nhiều thập kỷ, silicon được xem như "xương sống" của cả ngành công nghiệp công nghệ cao, nhưng vấn đề ở hiện tại đó là chúng ta dường như đang dần tiến đến giới hạn về mặt vật lý trong quá trình giúp cho loại vật liệu này ngày càng tốt hơn và tốt hơn, theo Danqing Wang, ứng cử viên tiến sĩ thuộc Đại học Harvard, người đang tiến hành các nghiên cứu về GaN.
Mỗi một vật liệu bản thân nó đều sở hữu cái gọi là "độ rộng vùng cấm" - một giá trị vốn có liên quan đến mức độ dẫn điện của loại vật liệu đó. Trên lý thuyết, độ rộng vùng cấm của GaN dài hơn silicon, nghĩa là nó có thể duy trì mức điện áp cao hơn so với silicon, đồng thời, dòng điện chạy qua thiết bị cũng nhanh hơn, theo giải thích của Martin Kuball, nhà vật lý tại Đại học Bristol. Chính vì lẽ đó, GaN giúp cho các thiết bị điện tử hoạt động hiệu quả hơn, bên cạnh việc giảm hao hụt năng lượng.
"Bạn có thể đóng gói thêm nhiều GaN ở cùng một diện tích và tạo ra những thứ rất nhỏ nhưng hiệu suất hoạt động lại tốt hơn", Wang khẳng định. Khi năng lượng hao hụt giảm xuống, bạn không chỉ có thể thu nhỏ kích thước của thiết bị sạc mà còn giúp cho quá trình sạc ngốn ít năng lượng hơn. Kuball tính toán nếu chúng ta thay thế thành phần của tất cả các thiết bị điện tử hiện tại bằng GaN, mức năng lượng tiêu thụ có thể giảm xuống từ 10 đến 25%.
Mặt khác, nhờ khả năng chịu nhiệt cao hơn so với silicon, việc dùng GaN cũng có thể làm thay đổi thiết kế của sản phẩm dùng nguyên liệu này trong tương lai. Ví dụ, hiện tại đối với xe hơi, phần lớn các thiết bị điện tử đều được lắp đặt cách xa động cơ nhằm tránh không cho chúng không bị quá nóng. Tuy nhiên, GaN sẽ xóa bỏ giới hạn này, từ đó mở ra những con đường mới nhằm thay đổi thiết kế của ô tô.
Thật ra từ lâu, giá trị của GaN đã được minh chứng trong các lĩnh vực khác, cụ thể ở đây chính là công nghệ laser và quang tử. Bởi vì là một trong số ít vật liệu phát ra ánh sáng xanh, thế nên nó được ứng dụng trong việc đọc đĩa Blu-ray. Ngoài ra, vật liệu này cũng có thể sử dụng trong bóng đèn LED.
Được biết, Wang và các cộng sự của ông cũng đang cùng nhau nghiên cứu nhằm tạo ra các tia laser GaN với kích thước siêu nhỏ - chỉ bằng 1/100 kích thước của sợi tóc người, sau đó ứng dụng nó vào kính hiển vi nhằm giúp cho quá trình quan sát mẫu vật đực chính xác hơn.
Với những tiềm năng thế này, GaN xứng đáng trở thành một sự thay thế hàng đầu cho silicon, nhưng thực chất, quá trình chuyển đổi sẽ không dễ dàng, ít nhất là đối với chi phí. Vì sở hữu nhiều lợi điểm và vẫn chưa thật sự phổ biến, GaN hiện đắt hơn một một so với silicon. Hiện một số nhóm chuyên gia cũng đang cố tìm cách sản xuất tinh thể GaN trên silicon với hy vọng tận dụng nền tảng sản xuất hiện có.
Mặc dù ở thời điểm hiện tại, GaN vẫn còn đắt hơn silicon, nhưng cục sạc phát triển từ loại vật liệu GaN cần ít linh kiện hơn bộ sạc silicon, giúp cho giá thành cũng khá cạnh tranh chứ không đến nỗi quá chênh lệch. Và không chỉ đối với các adpater sạc, vật liệu mới còn có thể ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác, chẳng hạn như các bộ pin dự phòng, giúp cho kích thước của chúng ngày càng nhỏ nhưng tốc độ sạc thì lại nhanh hơn gấp nhiều lần.
Đây là lý do vì sao những cục sạc nhanh đang ngày càng nhỏ lại
Nguồn: The Verge
