Các nhà nghiên cứu tại Đức đã công bố một bước đột phá trong lĩnh vực khoa học vật liệu khi tạo ra hợp kim bán dẫn hoàn toàn mới có tên CSiGeSn. Hợp kim này, kết hợp carbon, silicon, germanium và thiếc, được kỳ vọng sẽ cách mạng hóa ngành điện tử, quang tử và công nghệ lượng tử.
Sự phát triển của CSiGeSn là kết quả của nhiều năm nỗ lực, vượt qua những thách thức kỹ thuật đáng kể do sự khác biệt về kích thước nguyên tử và cách thức liên kết của các nguyên tố này. Tiến sĩ Dan Buca từ Forschungszentrum Jülich, một trong những nhà khoa học chủ chốt của dự án, đã mô tả đây là một cột mốc quan trọng, "Chúng tôi đã đạt được mục tiêu lâu dài: chất bán dẫn Nhóm IV tối thượng." Việc tạo ra vật liệu ổn định này đã được thực hiện bằng cách sử dụng hệ thống lắng đọng hơi hóa học (CVD) tiên tiến từ AIXTRON AG, một công ty sản xuất thiết bị của Đức.
Điểm đặc biệt của CSiGeSn là khả năng tương thích với quy trình sản xuất chip CMOS hiện có, phương pháp tiêu chuẩn trong ngành công nghiệp bán dẫn. Sự tương thích này cho phép tích hợp các thành phần mới vào cơ sở hạ tầng sản xuất hiện tại, loại bỏ một trong những rào cản lớn nhất đối với việc thương mại hóa. Khả năng điều chỉnh các đặc tính của hợp kim cho phép tạo ra các linh kiện vượt trội so với silicon, bao gồm cả các bộ phận quang học và mạch lượng tử.
Nghiên cứu này, được công bố trên tạp chí danh tiếng Advanced Materials, mở ra tiềm năng to lớn cho nhiều ứng dụng. Các nhà khoa học tin rằng CSiGeSn có thể dẫn đến việc phát triển các thiết bị điện tử và quang tử hiệu quả hơn, các laser hoạt động ở nhiệt độ phòng, các thiết bị thu nhiệt điện và các cảm biến quang học có độ nhạy cao. GS. TS. Giovanni Capellini từ Viện Nghiên cứu Vi điện tử Leibniz (IHP) nhấn mạnh thêm về tiềm năng của khám phá này, cho rằng nó đặt nền móng cho các thành phần công nghệ lượng tử, quang tử và nhiệt điện có khả năng mở rộng.
Viện Nghiên cứu Vi điện tử Leibniz (IHP) là một trong những tổ chức hàng đầu thế giới về công nghệ silicon/germanium, với chuyên môn sâu rộng về công nghệ bán dẫn, nghiên cứu vật liệu, thiết kế mạch tần số cao và các giải pháp hệ thống. Forschungszentrum Jülich cũng là một trung tâm nghiên cứu lớn ở Châu Âu, tập trung vào vật lý bán dẫn, quang tử, vật liệu tôpô và các thành phần cho máy tính lượng tử cũng như điện toán thần kinh.
Sự phát triển của CSiGeSn đại diện cho một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực vật liệu bán dẫn. Khả năng tùy chỉnh và tích hợp vào quy trình sản xuất hiện có hứa hẹn thúc đẩy sự đổi mới trong điện tử, quang tử và công nghệ lượng tử, mở ra kỷ nguyên mới cho các thiết bị công nghệ cao.