• LATEST
    • A PHP Error was encountered

      Severity: Notice

      Message: Undefined variable: latest

      Filename: views/_header.php

      Line Number: 48

      A PHP Error was encountered

      Severity: Warning

      Message: Invalid argument supplied for foreach()

      Filename: views/_header.php

      Line Number: 48


Heteroepitaksi 2D Generasi Baru Perangkat Semikonduktor

Bahan-bahan lapisan tipis atom dapat menjadi bahan pembuatan beragam-struktur (heterostructures) dua dimensi (2D) dengan properti fisik eksotik dan aplikasi teknologi masa datang. Namun, diperlukan proses pengembangan terus-menerus agar perakitan beragam lapisan atom tanpa degradasi antar-muka (interface), kontaminasi, dan / atau paduan atom.

Baru-baru ini kolaborasi riset dari ilmuwan asal Tokyo Metropolitan University di Jepang, yang dipimpin oleh Dr. Yu Kobayashi dan Associate Professor Yasumitsu Miyata, dan tim ilmuwan asal University of Tsukuba di Jepang, menciptakan beragam-struktur (heterostructures) dari beragam dichalcogenide logam transisi (Transition metal dichalcogenides /TMDCs) yang menggunakan deposisi fase-uap (vapor-phase), deposisi bahan perkusor dalam keadaan uap ke dalam suatu permukaan guna membuat lapis kristal flat atom. Tim ahli itu berhasil merekayasa satu proses terus-menerus menumbuhkan strip-strip kristal dari beragam TMDCs, yang lebih canggih dari domain-domain saat ini dan menciptakan strip-strip tipis hingga 20nm dengan komposisi atau susunan berbeda (Yu Kobayashi, et al, 2019)

TMDCs terdiri dari logam transisi--seperti molibdenum (molybdenum) dan tungsten—dan satu kalkogen (chalcogen) atau unsur Grup 16 (Group 16 element) seperti sulfur atau selenium; TMDCs dapat membentuk struktur kristal (crystalline structures) berlapis yang propertinya berubah drastis, jika unsur logamnya diubah dari logam normal menjadi semikonduktor atau superkonduktor. Eletronika atom tipis dengan properti superior dan berbeda dari perangkat-perangkat yang sudah ada, dapat dihasilkan dengan menganyam domain TMDCs berbeda ke dalam heterostruktur tunggal yang terbuat dari domain dengan komposisi atau susunan berbeda (Tokyo Metropolitan University, 29/6/2019).

Proyek riset itu didukung oleh JST CREST Grant (nomor JPMJCR16F3) dan JSPS KAKENHI Grants (nomor JP18H01832, JP17H06088, JP15H05412, dan JP16H00918). Hasil penelitian Dr. Yu Kobayashi dan koleganya itu dirilis oleh jurnal ACS Nano, edisi 20 Juni 2019 (Yu Kobayashi, Shoji Yoshida, Mina Maruyama, Hiroyuki Mogi, Kota Murase, Yutaka Maniwa, Osamu Takeuchi, Susumu Okada, Hidemi Shigekawa, Yasumitsu Miyata, “Continuous Heteroepitaxy of Two-Dimensional Heterostructures Based on Layered Chalcogenides”, ACS Nano, June 20, 2019).

Proyek riset dan studi ilmiah itu melibatkan ilmuwan yaitu (1) Dr. Yu Kobayashi, (2) Yutaka Maniwa, dan (3) Associate Professor Yasumitsu Miyata  asal Department of Physics , Tokyo Metropolitan University, Hachioji, Tokyo 192-0397 di Jepang;  (4) Associate Professor  Shoji Yoshida, (5) Mina Maruyama, (6) Hiroyuki Mogi, (7) Kota Murase, (8) Osamu Takeuchi, (9) Susumu Okada, dan (10) Hidemi Shigekawa asal Faculty of Pure and Applied Sciences, University of Tsukuba, Tsukuba 305-8573  di Jepang.

Semikonduktor akhir-akhir semakin berguna; sirkuit terpadu berbasis silikon dapat menopang pengoperasian perangkat-perangkat digital, misalnya komputer, smartphone, dan peralatan rumah tangga hingga komponen kontrol aplikasi industri. Maka banyak riset selama ini berupaya mendesain semikonduktor, khususnya aplikasi bahan baru rekayasa sirkuit yang lebih solid dan efisien dengan memanfaatkan perilaku bahan mekanika kuantum skala nanometer. Pilihannya antara lain bahan dengan dimensi berbeda secara fundamental, misalnya graphene, kisi tipis atom karbon dua dimensi. Berikutnya, rakitan TMDCs dapat dijadikan perangkat-perangkat baru semikonduktor.

Tim peneliti asal Tokyo Metropolitan University itu berhasil menumbuhkan lapisan kristal tipis atom dari logam transisi dichalcogenides (TMDCs) dengan susunan ruang bervariasi dan terus-menerus memasukan beragam tipe TMDC ke satu ruang pertumbuhan guna menyesuaikan perubahan-perubahan properti. Tim ilmuwan itu langsung meneliti sifat-sifat elektronik heterostruktur ini dan peluang aplikasinya antara lain elektronik dengan efisiensi konsumsi daya, sangat tinggi atau sulit tertandingi.

Dr. Yu Kobayashi dan koleganya menggunakan prekursor cair yang secara berurutan dimasukkan ke dalam suatu ruang pertumbuhan; dengan mengoptimalkan tingkat pertumbuhan, tim ilmuwan itu dapat menumbuhkan heterostruktur dengan domain berbeda yang terhubung dengan sempurna pada ujung atom. Mereka langsung mencitrakan pola-hubungan itu dengan scanning tunneling microscopy (STM) dan menemukan kecocokan dengan simulasi numerik prinsip-prinsip utama suatu antar-muka ideal. Antarmuka atom yang tajam memungkinkan elektron secara efektif terbatas dalam ruang satu dimensi pada perangkat-perangkat 2D guna mengendalikan transpor elektron, resisvitas dan properti-properti optik (Tokyo Metropolitan University, 29/6/2019).

Oleh: Servas Pandur