Oksigen Ternyata Bisa Menjadi ‘Gunting Ajaib’ Untuk Memisahkan Lapisan Atom Silikon

Pasti Anda sudah tidak asing lagi mendengar silikon yang banyak digunakan sebagai salah satu bahan elektronik. Silikon memang banyak digunakan dalam dunia elektronik, karena memiliki kemampuan sebagai semikonduktor maupun transistor. Namun semakin berkembangnya jaman, tren ukuran elektronik berkembang menjadi semakin tipis. Untuk menunjang hal tersebut, seluruh komponen listrik yang digunakan dalam elektronik juga didesain menjadi semakin mini termasuk transistor. Para peneliti pun berlomba menemukan cara untuk dapat memproduksi silikon super tipis. Semakin tipis silikon yang dapat diproduksi, maka elektronik yang dibuat akan menjadi lebih hemat energi, baik dalam segi bahan baku yang dibutuhkan maupun energi yang dibutuhkan oleh elektronik untuk dapat beroperasi.

Demi untuk mewujudkan impian tersebut sekelompok peneliti asal University of Wollongong (UOW) di Australia melakukan penelitian dan berhasil menemukan cara untuk membuat silikon tertipis di dunia. Dalam pelaksanaan penelitian tersebut, peneliti dari UOW tidak sendiri dan bekerja sama dengan Electronic Materials (ISEM), para peneliti dari Dalian University of Technology, dan Dr. Jiaou Wang dari Beijing Synchrotron Radiation Facility. Penelitian mereka telah mengalahkan penelitian serupa sebelumnya yang mana peneliti sebelumnya menemukan silikon dengan dua lapis. Sedangkan para peneliti dari UOW itu mampu membuat silikon dengan ketebalan satu lapis atom. Silikon baru tipis itu dinamai silicene.

Para peneliti sengaja memilih silikon sebagai objek penelitian mereka, karena ingin membuat transistor super canggih dan tidak mungkin untuk menggunakan graphene sebagai pengganti silikon sebagai transistor. Walaupun memang graphene adalah bahan fantastis yang dapat menghantarkan listrik dengan cepat daripada silikon yang terbaru, tetap saja graphene tidak dapat menggantikan silikon. Alasannya adalah graphene tidak dapat diatur kondisi aliran listrik menjadi mati ataupun hidup, karena sifat konduktivitas yang sangat besar. Hal tersebut membuat graphene tidak cocok dijadikan sebagai bahan untuk transistor. Penemuan spektakuler ini telah dipublikasikan ke dalam jurnal Science Advances and ACS Central Science.


Pada satu lapis atom silicene, elektron-elektronnya dapat bergerak dengan sangat cepat dan menyebabkan pengurangan kebutuhan energi yang digunakan oleh elektronik untuk dapat beroperasi. Keunggulan lainnya adalah transistor dapat diproduksi menjadi berukuran lebih kecil, fleksibel, transparan, dan lebih hemat energi.

 photo Attachment-1_1.gif
Dr. Yi Du mengatakan bahwa proses produksi silikon selalu membutuhkan substrat berupa logam. Saat silikon yang digunakan didesain menjadi semakin tipis, hal tersebut menyebabkan menjadi semakin susah untuk memisahkan silikon dari substratnya dengan alat mekanik yang ada saat ini. Dalam proses pembuatan silicene, Dr. Yi Du dan timnya menggunakan oksigen untuk memisahkan lapisan silikon sampai dengan hanya terdiri dari satu lapis atom saja dan supaya tidak menempel pada substratnya. Hal yang menyebabkan oksigen dapat digunakan sebagai pemisah silikon dengan substrat adalah karena oksigen mampu memutuskan ikatan antar atom silikon dan juga substrat. Kemudian untuk membuat silicene dengan kemurnian tinggi tanpa adanya debu yang melekat, mereka membuatnya dalam kondisi vakum. Kondisi vakum yang digunakan tersebut memiliki nilai yang sama dengan yang digunakan di Stasiun Luar Angkasa Internasional. Penggunan kondisi vakum dilakukan juga agar molekul oksigen dapat diinjeksin ke dalam alat dengan gerakan lurus langsung menuju lapisan silicene. Dengan begitu oksigen memang berperan seperti gunting ajaib yang dapat memotong lapisan silicene. Sedangkan untuk melihat tebalnya lapisan silicene, para peneliti itu menggunakan mikroskop khusus yang dimiliki laboratorium ISEM. Hasilnya adalah silicene super tipis yang berbentuk seperti sarang lebah. Silicene ini juga dapat ditransfer ke substrat isolasi untuk membuat transistor canggih.

“Penemuan ini tentu juga akan menjadi tantangan tersendiri bagi para peneliti lainnya yang juga berkecimpung di dunia isolator. Bahan fantastis silicene ini telah menyelesaikan permasalahan yang sudah lama terjadi mengenai perkembangan dunia isolator,” kata Dr. Yi Du.

Credit: Phys.org, UOW

Post Author: Novia Fitriana

Science is my passion...

Leave a Reply