loading...
Berfasa padat, suatu material dengan struktur partikel kristal sangat kecil yang dikenal sebagai quantum dots (titik-titik kuantum) telah dikembangkan oleh para ilmuan di dunia, dan saat ini penelitian tersebut dapat dikatakan mendekati sempurna, Material tersebut dapat menjadi pesaing serius pengganti silikon pada komputer super cepat di masa depan. Revolusi terakhir perkembangan material semikonduktor pada teknologi komputasi ini adalah penemuan dan pemanfaatan wafer silikon kristal tunggal lebih dari 60 tahun yang lalu (hingga saat ini diaplikasikan pada ponsel, laptop, PC, dan iPad dll). Penggunaan quantum dot dapat mengimprovisasi segala tentang bagaimana kita mengirim dan memproses informasi dalam beberpa dekade mendatang.
Meskipun quantum dot kristal menyimpan potensi yang luar biasa dalam teknologi komputasi, para peneliti selama ini masih berusaha untuk mengatur atau menyusun setiap individu dot menjadi terstruktur padat sempurna - sesuatu yang penting jika kita akan menjadikannya sebagai prosesor atau perangkat elektronik lainnya dan melewatkan muatan listrik padanya. Upaya terakhir yang pernah dilakukan untuk membangun sesuatu dari sekitar 5000 atom quantum dots mengalami kegagalan, karena saat itu peneliti belum menemukan cara untuk melekatkan partikel-partikel tersebut bersama-sama tanpa menggunakan material lain dari yang dapat mengganggu kinerja quantum dots.
Tobias Hanrath dari Cornell University mengatakan bahwa sebelumnya belum ada metode yang tepat dan pasti untuk mengatur atau menyusun suatu quantum dost, kita hanya dapat berharap yang terbaik saat itu. Analoginya adalah seperti melemparkan beberapa ribu baterai ke dalam bak mandi dan berharap kita dapat mengalirkan listri dari satu ujung ke ujung lainnya. Dari pada mencari bahan kimia yang dapat digunakan sebagai perekat tapi pada akhirnya akan menghambat sifat elektronik quantum dots, Hanrath dan timnya berhasil menemukan cara untuk menempelkan material quantum dots satu dengan lainnya seperti Lego. Jika kita mengambil beberapa quantum dots dengan ukuran yang sama, dan selanjutnya kita lemparkan mereka bersama-sama, secara otomatis quantum dots tersebut akan mengalami agregasi membentuk kristal yang lebih besar.
Untuk uji coba hal ini, para peneliti pertama-tama membuat nanokristals timah dan selenium dalam bentuk fragmen kristal. Fragmen-fragmen ini selanjutnya digunakan untuk membentuk 'superstruktur' persegi dua dimensi, blok bangunan kecil yang menempel satu sama lain tanpa bantuan atom lain. Hasil penelitian ini telah dipublikasikan pada jurnal Nature Materials. Pada publikasi tersebut, tim peneliti mengklaim bahwa sifat elektronik dari superstruktur ini berpotensi jauh lebih unggul dari pada material semikonduktor nanokristal yang pernah ada, dan material ini berpotensi untuk digunakan perangkat elektronik dengan emisi cahaya dan penggunaan energi super-efisien.
Namun demikian, struktur yang dihasilkan belum sepenuhnya sempurna. Jika setiap atom silikon memiliki ukuran persis satu dengan lainnya, maka material quantum dots dapat bervariasi sekitar 5 persen, dan bahkan ketika kita bekerja pada sesuatu dengan ukuran beberapa ribu atom, variabilitas ukuran 5 persen secara signifikan dapat mencegah kesempurnaan. Masing-masing material di dunia memiliki kelebihan dan kelemahan, kelebihan dalam penggunaan quantum dots adalah dapat mengatasi kekurangan yang terdapat pada material semikonduktor bulk konvensional, namun di sisi lain masih terdapat batasan atau kekurangan dalam pengaturan ukuran partikel quantum dot padatan.
Meskipun quantum dot kristal menyimpan potensi yang luar biasa dalam teknologi komputasi, para peneliti selama ini masih berusaha untuk mengatur atau menyusun setiap individu dot menjadi terstruktur padat sempurna - sesuatu yang penting jika kita akan menjadikannya sebagai prosesor atau perangkat elektronik lainnya dan melewatkan muatan listrik padanya. Upaya terakhir yang pernah dilakukan untuk membangun sesuatu dari sekitar 5000 atom quantum dots mengalami kegagalan, karena saat itu peneliti belum menemukan cara untuk melekatkan partikel-partikel tersebut bersama-sama tanpa menggunakan material lain dari yang dapat mengganggu kinerja quantum dots.
Tobias Hanrath dari Cornell University mengatakan bahwa sebelumnya belum ada metode yang tepat dan pasti untuk mengatur atau menyusun suatu quantum dost, kita hanya dapat berharap yang terbaik saat itu. Analoginya adalah seperti melemparkan beberapa ribu baterai ke dalam bak mandi dan berharap kita dapat mengalirkan listri dari satu ujung ke ujung lainnya. Dari pada mencari bahan kimia yang dapat digunakan sebagai perekat tapi pada akhirnya akan menghambat sifat elektronik quantum dots, Hanrath dan timnya berhasil menemukan cara untuk menempelkan material quantum dots satu dengan lainnya seperti Lego. Jika kita mengambil beberapa quantum dots dengan ukuran yang sama, dan selanjutnya kita lemparkan mereka bersama-sama, secara otomatis quantum dots tersebut akan mengalami agregasi membentuk kristal yang lebih besar.
Untuk uji coba hal ini, para peneliti pertama-tama membuat nanokristals timah dan selenium dalam bentuk fragmen kristal. Fragmen-fragmen ini selanjutnya digunakan untuk membentuk 'superstruktur' persegi dua dimensi, blok bangunan kecil yang menempel satu sama lain tanpa bantuan atom lain. Hasil penelitian ini telah dipublikasikan pada jurnal Nature Materials. Pada publikasi tersebut, tim peneliti mengklaim bahwa sifat elektronik dari superstruktur ini berpotensi jauh lebih unggul dari pada material semikonduktor nanokristal yang pernah ada, dan material ini berpotensi untuk digunakan perangkat elektronik dengan emisi cahaya dan penggunaan energi super-efisien.
Namun demikian, struktur yang dihasilkan belum sepenuhnya sempurna. Jika setiap atom silikon memiliki ukuran persis satu dengan lainnya, maka material quantum dots dapat bervariasi sekitar 5 persen, dan bahkan ketika kita bekerja pada sesuatu dengan ukuran beberapa ribu atom, variabilitas ukuran 5 persen secara signifikan dapat mencegah kesempurnaan. Masing-masing material di dunia memiliki kelebihan dan kelemahan, kelebihan dalam penggunaan quantum dots adalah dapat mengatasi kekurangan yang terdapat pada material semikonduktor bulk konvensional, namun di sisi lain masih terdapat batasan atau kekurangan dalam pengaturan ukuran partikel quantum dot padatan.
Source: sciencealert.com
loading...
0 Response to "Material Quantum Dot Baru Pengganti Silikon - Komponen Komputer Super Cepat"
Posting Komentar