Công nghệ siêu tiết kiệm năng lượng giúp phát triển tương lai bền vững

Bước đột phá được kì vong sẽ giúp cung cấp năng lượng cho các máy tính và điện thoại thông minh thế hệ mới tiêu thụ ít điện hơn các thiết bị hiện tại. Mức độ hiệu quả năng lượng mới, được cải thiện đáng kể này đạt được bằng cách trộn các exciton - electron liên kết với lỗ electron - với ánh sáng trong chất bán dẫn có độ dày chỉ hơn một nguyên tử, mỏng hơn một tờ giấy khoảng 100.000 lần.

Công nghệ bán dẫn mới, tiết kiệm năng lượng này đã cho thấy những tiềm năng hứa hẹn về việc cần ít điện hơn để hoạt động bằng cách không tỏa ra nhiệt, đồng nghĩa với việc không lãng phí năng lượng.
 
Nhóm ANU là những người đầu tiên chứng minh thành công việc truyền mang thông tin hiệu quả của các chất vận chuyển này - chính là các hạt có thể truyền dữ liệu trong máy tính - trong các chất bán dẫn mỏng như nguyên tử này ở nhiệt độ phòng. Đây là bước khởi đầu cần thiết để tạo ra máy tính và điện thoại thông minh thế hệ tương lai. Nhóm nghiên cứu hy vọng công nghệ này có thể mở đường cho sự phát triển bền vững trong lĩnh vực điện toán bằng cách giảm tiêu thụ năng lượng lãng phí, vốn là một thách thức mà các nhà khoa học trên thế giới đang phải đối mặt.
 
"Máy tính đã chiếm khoảng 10% tổng số điện năng sẵn có trên toàn cầu, một con số đi kèm với chi phí tài chính và môi trường lớn, được dự đoán sẽ tăng gấp đôi sau thời gian 10 năm một do nhu cầu ngày càng tăng về sử dụng thiết bị này", Tiến sĩ Matthias Wurdack, từ Trường Nghiên cứu Vật lý - ANU , cho biết. "Uớc tính cho thấy các thiết bị như máy tính, Internet, trung tâm dữ liệu và các công nghệ kỹ thuật số khác chiếm ít nhất 2% lượng khí thải nhà kính toàn cầu, tương tự như ngành hàng không thời kì trước khi đại dịch COVID xảy ra."
 
Ông Wurdack, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết nghiên cứu mới này sẽ giúp giải quyết vấn đề sưởi ấm làm tăng mức tiêu thụ điện tại hàng nghìn trung tâm dữ liệu quy mô lớn, quy mô nhà máy trên khắp thế giới.
  
Các nhà nghiên cứu từ ANU hy vọng một động thái hướng tới các công nghệ thông tin tiết kiệm năng lượng mới và khả năng giảm tiêu thụ năng lượng toàn cầu sẽ làm giảm lượng khí thải độc hại thải vào khí quyển. Ông Wurdack nói: “Vì sản xuất, lưu trữ và cung cấp năng lượng luôn đi kèm với chi phí, bao gồm ô nhiễm không khí và biến đổi khí hậu do đốt nhiên liệu hóa thạch, nên điều cực kỳ quan trọng là chúng ta phải giảm mức sử dụng điện vì một tương lai bền vững hơn.

Đồng tác giả, Giáo sư ANU Elena Ostrovskaya, đồng thời là Điều tra viên trưởng tại Trung tâm ARC về Công nghệ Điện tử Năng lượng Thấp trong Tương lai (FLEET), cho biết nghiên cứu này là một phần trong nỗ lực toàn cầu nhằm phát triển các công nghệ bán dẫn năng lượng thấp cho máy tính và xử lý thông tin. Giáo sư Ostrovskaya cho biết: “Trong tương lai sẽ có nhiều lựa chọn khác cho nghiên cứu này, bao gồm cả việc phát triển các cảm biến và laser tiết kiệm năng lượng dựa trên công nghệ bán dẫn này.