Trong những năm gần đây, các nhà khoa học đã nghiên cứu loại vật liệu đặc biệt gọi là vật liệu tôpô, đặc biệt chú ý đến hình dạng (tôpô) của các cấu trúc điện tử (dải điện tử) của chúng. Mặc dù không nhìn thấy được trong không gian thực, nhưng hình dạng bất thường của chúng trong các vật liệu cấu trúc liên kết tạo ra nhiều tính chất độc đáo khác nhau có thể phù hợp để chế tạo các thiết bị thế hệ tiếp theo.

Trước đây, người ta thường cho rằng để khai thác các tính chất vật lý tôpô cần phải có các vật liệu kết tinh, trong đó các nguyên tử được sắp xếp theo những kiểu lặp lại và có trật tự cao. Vật liệu ở trạng thái vô định hình, tức là ở đó các nguyên tử chỉ được sắp xếp theo chu kỳ trong khoảng cách ngắn và không có trật tự ở phạm vi rộng hơn, được coi là không phù hợp để lưu trữ những tính chất vật lý nổi bật của vật liệu tôpô.

Giờ đây, một nhóm nghiên cứu đến từ Nhật Bản đã chứng minh rằng ngay cả những vật liệu vô định hình cũng có thể có những tính chất đặc biệt này. Chi tiết về phát hiện của họ đã được công bố trên tạp chí Nature Communications vào ngày 13 tháng 6 năm 2023.

Trong nghiên cứu của mình, các nhà khoa học phát hiện ra rằng khái niệm cấu trúc liên kết dải, chủ yếu được tìm thấy trong các tinh thể, cũng có giá trị và hữu ích về mặt công nghệ ở trạng thái vô định hình.

Để xác minh, nhóm nghiên cứu đã thực hiện các thí nghiệm và mô hình tính toán trên các màng mỏng vô định hình sắt-thiếc. Họ đã chứng minh rằng mặc dù có sự sắp xếp nguyên tử tầm ngắn, vật liệu vô định hình vẫn cho thấy những hiệu ứng đặc biệt giống như trong vật liệu tinh thể, đáng chú ý là hiệu ứng Hall dị thường và hiệu ứng Nernst.

Vật liệu vô định hình dễ chế tạo hơn và rẻ hơn so với tinh thể, vì vậy điều này mở ra những khả năng mới để phát triển thiết bị. Từ đó có thể dẫn đến những tiến bộ trong công nghệ cảm biến, là một yếu tố quan trọng để tạo ra Internet vạn vật (IoT) nơi có nhiều thiết bị được kết nối và giao tiếp với nhau. Chi tiết tham khảo tại:

Kohei Fujiwara, Yasuyuki Kato, Hitoshi Abe, Shun Noguchi, Junichi Shiogai, Yasuhiro Niwa, Hiroshi Kumigashira, Yukitoshi Motome, Atsushi Tsukazaki. Berry curvature contributions of kagome-lattice fragments in amorphous Fe–Sn thin films. Nature Communications, 2023; 14 (1) DOI: 10.1038/s41467-023-39112-1

(Sưu tầm)
VIỆN IMC
Tòa nhà IMC Tower, Số 176 Trường Chinh, Phường Khương
Thượng, Quận Đống Đa, Thành phố Hà Nội, Việt Nam
Tel/Fax : (+84) 24 3566 6232 / 24 3566 6234
Email: info@imc.org.vn   Website: https://imc.org.vn