PGS.TS Phạm Kim Ngọc, Trưởng Bộ môn Vật liệu Nano và Màng mỏng, Khoa Khoa học và Công nghệ Vật liệu, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia TP.HCM nhận bằng sáng chế Mỹ cho công nghệ memristor phục vụ phần cứng AI

Nhà khoa học nữ Việt Nam tiếp tục ghi dấu ấn trên bản đồ khoa học quốc tế khi PGS.TS Phạm Kim Ngọc, Trưởng Bộ môn Vật liệu Nano và Màng mỏng, Khoa Khoa học và Công nghệ Vật liệu, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia TP.HCM, cùng ba đồng nghiệp được Cơ quan Sáng chế và Nhãn hiệu Mỹ (USPTO) cấp bằng sáng chế cho công nghệ chế tạo memristor trên nền vật liệu oxit crom (CrOₓ).

Theo thông tin từ Đại học Quốc gia TP.HCM, bằng sáng chế mang tên "Memristor Structures with Analog Switching Characteristics and Method for Fabricating the Same" được USPTO chính thức cấp ngày 30/6/2026. Đồng tác giả của công trình gồm PGS.TS Phạm Kim Ngọc, ThS Phạm Phú Quân (Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia TP.HCM), GS.TS Phan Bách Thắng (Hiệu trưởng Trường Đại học Khoa học Sức khỏe) và PGS.TS Nguyễn Trần Thuật (Viện Bán dẫn và Vật liệu Tiên tiến, Đại học Quốc gia Hà Nội).

Đây là kết quả của nhiều năm nghiên cứu nhằm phát triển thế hệ linh kiện điện tử mới phục vụ các hệ thống tính toán hiệu năng cao và các ứng dụng trí tuệ nhân tạo.

Điểm khác biệt của công trình nằm ở việc lựa chọn vật liệu oxit crom (CrOₓ) làm nền tảng phát triển memristor. Trong khi phần lớn các nghiên cứu trên thế giới hiện tập trung vào các hệ vật liệu như TiO₂, HfOₓ hay TaOₓ, nhóm nghiên cứu Việt Nam lựa chọn hướng đi riêng bằng việc xây dựng CrOₓ thành nền tảng vật liệu có khả năng kết hợp linh hoạt với nhiều lớp oxit và điện cực kim loại để tạo ra các thế hệ memristor mới.

Cách tiếp cận này cho phép phát triển các linh kiện có khả năng lưu trữ đa trạng thái và vận hành theo đặc tính phi tuyến những yếu tố được xem là nền tảng để xây dựng các khớp thần kinh điện tử (artificial synapses), phục vụ các hệ thống tính toán mô phỏng hoạt động của não bộ.

Bằng sáng chế cũng đề xuất kiến trúc các mảng khớp thần kinh điện tử tích hợp bộ chọn lọc thụ động. Với thiết kế này, memristor không chỉ thực hiện chức năng lưu trữ dữ liệu mà còn có thể xử lý thông tin ngay tại vị trí hoạt động, thay vì phải liên tục trao đổi dữ liệu giữa bộ nhớ và bộ xử lý như trong kiến trúc máy tính truyền thống. Giải pháp được kỳ vọng tạo tiền đề phát triển các chip In-Memory Computing và Neuromorphic Computing, góp phần nâng cao tốc độ xử lý, giảm tiêu thụ năng lượng và tăng hiệu quả tính toán cho các ứng dụng AI trong tương lai.

Nhóm tác giả được trao bằng sáng chế cho công nghệ chế tạo memristor trên nền tảng vật liệu oxit crom (CrOₓ). Ảnh: ĐHQG-HCM.

Trong bốn tác giả, PGS.TS Phạm Kim Ngọc là gương mặt nổi bật của lĩnh vực khoa học vật liệu tại Việt Nam. Gần 20 năm theo đuổi nghiên cứu, bà được đánh giá là một trong những nhà khoa học nữ tiên phong trong phát triển linh kiện bán dẫn thế hệ mới và vật liệu cấu trúc nano.

Hiện bà phụ trách Phòng thí nghiệm Vật liệu tiên tiến ứng dụng cho Memristor (IMM Lab), đồng thời tập trung nghiên cứu vi mạch trở nhớ, hướng tới xây dựng các khớp thần kinh nhân tạo cho phần cứng trí tuệ nhân tạo. Đến nay, nữ nhà khoa học đã chủ trì nhiều đề tài cấp quốc gia và công bố hơn 50 bài báo trên các tạp chí quốc tế uy tín như Advanced Functional Materials và Applied Surface Science.

Bằng sáng chế vừa được USPTO cấp tiếp tục nối dài chuỗi thành tựu quốc tế của PGS.TS Phạm Kim Ngọc. Trước đó, năm 2025, bà là một trong những nhà khoa học được trao Học bổng L'Oréal - UNESCO "Vì sự phát triển phụ nữ trong khoa học", ghi nhận những đóng góp trong lĩnh vực nghiên cứu khoa học vật liệu.

Đồng hành cùng bà trong công trình là GS.TS Phan Bách Thắng, sinh năm 1979, quê Thái Bình. Ông nhận bằng tiến sĩ ngành Khoa học và Công nghệ vật liệu tiên tiến tại Đại học Sungkyunkwan (Hàn Quốc) năm 2009 và được bổ nhiệm chức danh giáo sư ngành Vật lý năm 2022. Ngoài công tác quản lý, ông đã công bố hơn 200 bài báo SCIE, trong đó có 10 công bố thuộc hệ thống Nature Index, đồng thời là đồng tác giả hai bằng sáng chế quốc tế được cấp tại Mỹ và Hàn Quốc.

Theo nhóm nghiên cứu, việc được USPTO cấp bằng sáng chế không chỉ ghi nhận nỗ lực của các nhà khoa học mà còn cho thấy hiệu quả của các chương trình đầu tư cho khoa học, công nghệ tại Việt Nam. Nhóm tác giả cho biết Quỹ Đổi mới sáng tạo Vingroup (VinIF) cùng Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia TP.HCM đã hỗ trợ kết nối các nhà khoa học, tạo điều kiện để những ý tưởng nghiên cứu phát triển thành công nghệ được bảo hộ quốc tế và hướng tới ứng dụng thực tiễn.

Việc bốn nhà khoa học Việt Nam được cấp bằng sáng chế tại Mỹ tiếp tục khẳng định năng lực nghiên cứu của đội ngũ khoa học trong nước trong lĩnh vực bán dẫn và trí tuệ nhân tạo. Đồng thời, đây cũng là tiền đề để các công nghệ do người Việt phát triển có thêm cơ hội được chuyển giao, thương mại hóa và ứng dụng trong các ngành công nghệ cao, góp phần nâng cao vị thế của khoa học Việt Nam trên trường quốc tế.