Tập đoàn quốc phòng và hàng không vũ trụ của Hoa Kỳ Northrop Grumman đang mở ra hướng đi mới trong lĩnh vực vi điện tử quân sự khi thử nghiệm sử dụng kim cương nhân tạo để chế tạo các linh kiện bán dẫn.
Đây là vật liệu tưởng chừng chỉ phổ biến trong trang sức, nhưng lại sở hữu nhiều đặc tính vượt trội cho các ứng dụng công nghệ cao.
Tại một cơ sở sản xuất chất bán dẫn của công ty, các kỹ sư đang phát triển các thiết bị dựa trên kim cương với kích thước cực nhỏ, thậm chí nhỏ hơn cả một hạt cát.
Những linh kiện này được thiết kế để bảo vệ các bộ thu tín hiệu trong hệ thống radar và thiết bị tần số vô tuyến (RF), là những thành phần rất nhạy cảm trước các xung điện áp lớn.
Theo Northrop Grumman, các thử nghiệm ban đầu đã tạo ra thiết bị có khả năng xử lý công suất vượt 100 watt, gấp đôi so với các giải pháp phổ biến hiện nay.
Đây là bước tiến đáng chú ý, bởi các hệ thống quân sự hiện đại ngày càng yêu cầu công suất cao hơn trong khi vẫn phải đảm bảo độ ổn định và độ bền.
Lợi thế lớn nhất của kim cương nằm ở khả năng dẫn nhiệt và chịu nhiệt cực cao, cùng với độ bền cơ học vượt trội.
Những đặc tính này giúp linh kiện hoạt động ổn định trong môi trường khắc nghiệt, đồng thời bảo vệ hệ thống khỏi các xung tín hiệu có thể gây hư hại.
So với các vật liệu truyền thống như silicon hay gallium nitride, kim cương cho thấy hiệu năng vượt trội trong nhiều thử nghiệm.
Tiến sĩ Ugonna Ohiri, kỹ sư hệ thống tại Trung tâm Vi điện tử của Northrop Grumman, cho biết kim cương là vật liệu gần như vĩnh cửu, có thể chịu được lực tác động rất lớn, phù hợp cho các nhiệm vụ quân sự tiên tiến. Theo ông, đây là yếu tố then chốt giúp nâng cao độ bền và tuổi thọ của các thiết bị điện tử.
Nghiên cứu về vật liệu này được Northrop Grumman khởi động từ năm 2019. Đến nay, các chip kim cương đã đạt kích thước khoảng 1 mm, đủ nhỏ để tích hợp vào nhiều nền tảng khác nhau, từ máy bay đến hệ thống không gian.
Ngoài hiệu năng, kích thước nhỏ gọn cũng giúp thu nhỏ tổng thể thiết bị, cho phép tích hợp nhiều chức năng hơn trong cùng một không gian.
Để đẩy nhanh tiến độ phát triển, Northrop Grumman đang hợp tác với một số đơn vị nhằm mở rộng quy mô sản xuất và hoàn thiện công nghệ.
Dù vẫn cần thêm thời gian thử nghiệm trước khi được triển khai rộng rãi, nhưng kết quả ban đầu cho thấy tiềm năng lớn của kim cương trong ngành vi điện tử quân sự.
Công nghệ này không chỉ giúp nâng cao hiệu suất mà còn mở ra khả năng ứng dụng trong các sứ mệnh không gian và nền tảng trên không.
Theo các chuyên gia, việc chuyển từ silicon sang vật liệu mới như kim cương có thể đánh dấu bước ngoặt trong thiết kế thiết bị điện tử, đặc biệt trong bối cảnh yêu cầu về công suất, độ bền và kích thước ngày càng khắt khe.
Northrop Grumman kỳ vọng trong tương lai, các chip kim cương sẽ không chỉ giới hạn trong quân sự mà còn mở rộng sang nhiều lĩnh vực công nghệ cao khác.
Cập nhật tin tức công nghệ mới nhất tại fanpage Công nghệ & Cuộc sống