MENULIS DENGAN “TINTA” ATOM MENGGUNAKAN MIKROSKOP AFM



Sekelompok ilmuwan internasional, beberapa di antara mereka adalah peneliti dari departemen Fisika Teoritis Zat Padat Universidad Autónoma de Madrid (UAM), telah menemukan sebuah metode baru bagaimana memanipulasi atom-atom.

Nanoteknologi merupakan teknologi yang memanfaatkan sifat-sifat material dalam skala nanometer. Hasil tertinggi yang telah dicapai dalam teknologi ini adalah pengembangan divais yang memiliki struktur atomik yang secara artifisial dibuat sesuai dengan tujuan tertentu yang diinginkan.

Alat yang memungkinkan untuk melakukan visualisasi dan manipulasi atom-atom tersebut disebut mikroskop proximitas. Contoh alat seperti ini adalah Scanning Tunneling Microscope (STM), yang pengembangannya dilakukan oleh G. Binning dan H. Rohrer pada tahun 1986 dan telah mengantarkan keduanya meraih hadiah nobel dalam bidang fisika. Alat yang lebih baru lagi adalah alat yang disebut Atomic Force Microscope (AFM).

Dalam sebuah penelitian yang dipublikasikan dalam jurnal sains, sekelompok ilmuwan peneliti, yang di antaranya terdiri atas peneliti dari departemen Fisika Teoritis Zat Padat Universidad Autónoma de Madrid, menyajikan sebuah metode baru untuk memanipulasi atom-atom dengan menggunakan AFM. Metode baru ini memungkinkan kita untuk membuat sebuah struktur atomik yang stabil pada temperatur ruangan.

Berbeda halnya dengan metode rekayasa atomik yang telah dikembangkan sebelumnya yang melibatkan proses “pendorongan” atau “penarikan” atom-atom dari permukaan sebuah material dengan menggunakan ujung mikroskop dan membutuhkan temperatur yang sangat rendah, metode baru ini dilakukan melalui mekanisme pertukaran atom yang dilakukan secara terkontrol antara atom pada ujung mikroskop dengan sebuah atom pada permukaan material pada saat jarak antara keduanya cukup dekat. Dengan menggunakan atom-atom di ujung mikroskop sebagai “tinta” (yang secara kimiawi berbeda dengan atom permukaan), maka akan memungkinkan untuk “menulis” atau “menggambar” dengan menggunakan mikroskop tersebut. Proses pertukaran atom ini dapat diulang-ulangi dalam posisi yang berbeda-beda di atas permukaan untuk membentuk struktur-struktur kompleks yang sangat efisien. Secara istimewa, kelompok peneliti ini telah “menuliskan” simbol kimia untuk “Si” (yang unsur kimianya digunakan sebagai “tinta”) di atas sebuah permukaan yang ditutupi oleh atom-atom timah.

Keberhasilan ini tak lain merupakan sumbangan dari kemajuan metode simulasi numerik yang didasarkan pada mekanika kuantum yang memerlukan penggunaan superkomputer. Keberhasilan ini juga memungkinkan untuk menjelaskan mekanisme atomik dasar yang melandasinya serta menentukan syarat-syarat yang memungkinkan untuk terjadinya proses ini.
Dengan metode manipulasi baru ini, secara drastis akan mengurangi waktu yang diperlukan untuk dapat merealisasikan struktur atomik yang kompleks. Metode ini bahkan dapat digunakan pada temperatur ruangan dan telah terbukti dapat bekerja pada berbagai macam permukaan semikonduktor. Oleh karena itu, metode ini membuka perspektif baru dalam bidang-bidang: sains material, nanoteknologi, dan elektronika molekuler. Khususnya penggabungan antara kemampuan AFM untuk memanipulasi atom-atom individual pada permukaan material dengan kemungkinan pengidentifikasian unsur-unsur kimiawinya. Hal ini telah ditunjukkan oleh kelompok peneliti yang sama dalam sebuah artikel yang dipublikasikan tahun lalu dan akan memungkinkan pembentukan nanostruktur dengan karakteristik dan fungsionalitas yang dikhususkan untuk meningkatkan kemampuan alat-alat elektronik.

Sebagai contoh, dengan menempatkan unsur-unsur dopan tertentu pada posisi yang terbaiknya dalam permukaan yang bersifat setengah menghantar (semi-konduktif) untuk meningkatkan efisiensi transistor nanometrik atau atom-atom magnetik akan membuka kemungkinan pengembangan divais yang didasarkan pada pengontrolan spin sebuah elektron. Teknik ini juga akan membuka peluang untuk melakukan “nano-facturing” qbits yang merupakan komponen dasar dari sebuah komputer kuantum.

(sumber : Science Daily, 9 Januari 2009)
MENULIS DENGAN “TINTA” ATOM MENGGUNAKAN MIKROSKOP AFM MENULIS DENGAN “TINTA” ATOM MENGGUNAKAN MIKROSKOP AFM Reviewed by Momang Yusuf on 1/27/2009 10:37:00 AM Rating: 5

Tidak ada komentar:

Diberdayakan oleh Blogger.