Bài liên quan:
Theo tạp chí Science Recorder, các nhà khoa học từ Phòng Thí nghiệm quốc gia Argonne, thuộc Bộ Năng lượng Mỹ và từ ba các quốc gia khác là Đức, Phần Lan và Nhật Bản đã cùng nhau nghiên cứu và tìm ra phương pháp biến xi măng lỏng thành kim loại lỏng.
Science Recorder cho biết bằng cách sử dụng chùm tia laser và thuật khinh khí động học, các nhà nghiên cứu đã có thể biến xi măng lỏng thành một chất bán dẫn. Quá trình này có thể là một gợi ý mới cho ngành công nghiệp sản xuất thiết bị điện tử.
Đây được coi là một sự ngạc nhiên của phương pháp giả kim thuật hiện đại. Các nhà khoa học từ Mỹ, Đức, Phần Lan, và Nhật Bản đã sử dụng một quá trình được gọi là "bẫy electron". Nhóm nghiên cứu đã tiến hành làm tan chảy mayenite ở nhiệt độ 2.000 độ C (tương đương 3.632 độ F). Mayenite là một chất khoáng oxit nhôm canxi hiếm và là một phần của loại xi măng alumina.
Thuật khinh khí mà các nhà khoa học sử dụng được làm nóng bằng tia laser carbon dioxide, sau đó bơm ra khí trơ làm mayenite bay lên. Quá trình này giữ mayenite lỏng nóng không chạm vào bất cứ bề mặt nào và hình thành tinh thể. Các nhà khoa học sau đó làm mát mayenite để chất này biến thành trạng thái thủy tinh và tạo ra một loại vật liệu "bẫy" các electron thành một suất dẫn điện. Kết quả cuối cùng: xi măng biến thành một chất bán dẫn với chất lượng tương tự kim loại.
Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng khi các electron tự do bị "mắc kẹt" trong cấu trúc dạng thủy tinh, tính dẫn điện sẽ được tạo ra. Các electron bị "bẫy" sẽ tạo ra một cơ chế để dẫn điện tương tự như cơ chế dẫn điện xảy ra trong kim loại.
Các thủy tinh kim loại được tạo ra bởi quá trình mới này mang đặc tính của cả kim loại và thủy tinh: giống thủy tinh ở chỗ nó ít bị xói mòn hơn kim loại và giống kim loại ở chỗ nó ít giòn hơn thủy tinh. Theo Chris Benmore, nhà vật lý thuộc phòng thí nghiệm Argonne, bây giờ các nhà khoa học đã biết các điều kiện cần thiết để tạo ra các electron bị "mắc kẹt", họ có thể phát triển và thử nghiệm trên các vật liệu khác để tìm hiểu xem chúng có thể tạo ra tính dẫn điện tương tự xi măng hay không.
Các nhà khoa học tham gia nghiên cứu đã phát hiện chi tiết của quá trình này bằng cách sử dụng một siêu máy tính để phân tích một số kỹ thuật thực nghiệm. Họ khẳng định ý tưởng ban đầu của họ trong các thí nghiệm sử dụng kỹ thuật X-quang khác nhau từ Spring-8 tại Nhật Bản kết hợp với các phép đo trước đó tại Nguồn notron dao động cường độ cao và Nguồn photon tiên tiến của phòng thí nghiệm Argonne. Spring-8, hay còn gọi là Super Photon Ring-8 GeV, là một cơ sở bức xạ synchrotron ở Nhật Bản được dùng để phân tích các tài liệu.
Theo các nhà nghiên cứu vật liệu dẫn điện mới này có rất nhiều ứng dụng như điện trở màng mỏng được sử dụng trong màn hình tinh thể lỏng, lớp phủ bảo vệ và chip máy tính.
Phát hiện này đã được công bố trong Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ.
Quang Sáng