Trong thời gian từ năm 2016 đến năm 2018, TS. Nguyễn Văn Quảng cùng các cộng sự tại Trường Đại học Giao thông vận tải đã thực hiện đề tài: “Sử dụng lý thuyết phiếm hàm mật độ nghiên cứu tác động của thay thế nguyên tố và nén tinh thể lên cấu trúc vùng và tính chất nhiệt điện của một số bán dẫn điển hình và nghiên cứu tính chất từ của một số màng mỏng trong điện trường ngoài”.

Mục tiêu của đề tài tập trung giải quyết các vấn đề sau đây: Chỉ ra chiều hướng của sự ảnh hưởng của việc thay thế một số nguyên tố điển hình như O, Pb… và vấp tinh thể lên tính chất nhiệt điện của Bismuth Telluride và Bismuth Selenide; Giải thích các kết quả thực nghiệm trên bán dẫn tạp Si1-xGex và một số bán dẫn điển hình khác bằng tính toán cấu trúc vùng năng lượng của chúng; và Tìm kiếm cơ chế của việc điều khiển từ tính của màng kim loại trên đế cách điện bằng điện trường mạnh bên ngoài.

Đề tài cung cấp thông tin về tính chất nhiệt điện của Bi2Te3 và Bi2Se3 (Bi2Se3 có cấu trúc thoi của Bi2Te3 và với sự thay thế 3 nguyên tố Te bởi Se cùng với sự thay đổi hằng số mạng) với tác dụng thay thế của nguyên tố O và các sự thay thế của một số nguyên tố khác. Kết quả đã chỉ ra vai trò của các vấp tinh thể lên tính chất nhiệt điện của các vật liệu tương ứng. Các kết quả nghiên cứu đã được công bố trong 02 công trình thuộc danh mục SCI (tạp chí Journal of Applied Physics); 01 công trình trên tạp chí uy tín trong nước (tạp chí Communication in Physics); và một số bài khác đăng trên tạp chí trong nước. Các kết quả cũng đã được báo cáo tại các hội nghị trong nước và quốc tế. Đây là một vấn đề mới và có cơ sở để trở thành tiền đề đóng góp phát triển khoa học và công nghệ vật liệu nhiệt điện trong thực tiễn.

Đề tài đã giải thích các kết quả thực nghiệm trên các mẫu bán dẫn S1-xGex và lấy làm nền tảng phát triển các ý tưởng thực nghiệm. Kết quả đã được đăng trên tạp chí SCI (01 bài, thời điểm đăng trước thời gian ký hợp đồng, nhưng sau thời gian nộp thuyết minh đề tài); 01 đăng trên tạp chí quốc gia có uy tín (tạp chí VNU Journal of Science, Đại Học Quốc Gia Hà Nội); 01 đăng trên tạp chí Khoa Học, Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội 2; 01 đăng trên tạp chí Khoa học, Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội (chưa in, có giấy chứng nhận đăng). Đây là vật liệu rất kinh điển nhưng còn nhiều điều mới mẻ để phát triển, đặc biệt là lĩnh vực công nghệ nano. Các tính toán, nghiên cứu đề tài đã đóng góp và giúp làm rõ sự tạo thành tinh thể và sự phát quang của hạt nano Si-Ge. Thực hiện công việc này cũng giúp nghiên cứu sinh tham gia đề tài nắm được cơ sở, trang bị thêm kỹ năng tính toán và hoàn thiện vấn đề ngiên cứu.

Đề tài nghiên cứu đã một phần chỉ ra kết quả của sự phụ thuộc của từ tính các màng kim loại và khả nẳng điều khiển từ tính của màng bằng điện trường tĩnh bên ngoài. Kết quả nghiên cứu đã được báo cáo tại hội nghị quốc tế về từ học (ISAMMA 2017) và hội nghị vật lý lý thuyết toàn quốc lần thứ 42. Nghiên cứu này vẫn đang được tiếp tục phát triển. Đây là một vấn đề thời sự liên quan đến các lĩnh vực ghi từ mới và công nghệ spintronics, là một hướng nghiên cứu sôi nổi hiện nay. Việc phát triển vấn đề này sẽ mang lại những lợi ích đáng kể đối với công nghệ ghi từ mới và spintronics trong tương lai.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 15166) tại Cục Thông tin Khoa học và Công nghệ Quốc gia.

N.P.D (NASATI)