Indonesiandaily.com – Terobosan baru di bidang fisika material berhasil dikembangkan Guru Besar Fakultas Sains, Teknologi, dan Matematika (FSTeM) Universitas Brawijaya (UB), Prof. Abdurauf. Penelitian tersebut membuka peluang besar bagi lahirnya teknologi masa depan melalui pemanfaatan material dua dimensi (2D) yang memiliki ketebalan hanya satu lapis atom.
Material 2D, seperti grafena dan molibdenum disulfida (MoSâ‚‚), selama ini menjadi perhatian ilmuwan dunia karena memiliki sifat elektronik yang sangat unik. Material ultra tipis tersebut dinilai berpotensi digunakan dalam berbagai perangkat canggih, mulai dari ponsel hemat energi, sensor berpresisi tinggi, panel surya generasi baru, hingga komputer kuantum.
Namun, pengembangan material tersebut menghadapi tantangan utama, yakni pengaturan celah energi atau band gap. Parameter ini menentukan kemampuan material dalam menghantarkan listrik.
Tantangan Mengatur Celah Energi
Prof. Abdurauf menjelaskan, celah energi dapat diibaratkan sebagai gerbang yang mengatur lalu lintas elektron di dalam material.
Jika celah energi terlalu kecil, arus listrik dapat bocor dan menurunkan kinerja perangkat. Sebaliknya, jika terlalu besar, aliran elektron menjadi sulit bergerak sehingga menghambat fungsi material.
“Kemampuan mengendalikan band gap menjadi faktor penting agar material 2D dapat digunakan secara optimal pada berbagai perangkat elektronik modern,” ujarnya.
Karena itu, diperlukan metode yang mampu memprediksi sekaligus mengatur sifat elektronik material secara cepat dan akurat.
Metode Filter 2D Jadi Solusi
Dalam penelitiannya, Prof. Abdurauf mengembangkan Metode Filter 2D, sebuah pendekatan komputasi yang mampu menyelesaikan Persamaan Schrödinger secara efisien.
Persamaan Schrödinger merupakan fondasi mekanika kuantum yang digunakan untuk menjelaskan perilaku elektron pada tingkat atom.
Melalui metode tersebut, para peneliti dapat mensimulasikan berbagai perlakuan terhadap material 2D untuk mengetahui perubahan sifat elektroniknya.
Beberapa teknik yang dapat diterapkan antara lain strain engineering atau peregangan material, pemberian medan listrik, penumpukan beberapa lapisan material, hingga penciptaan cacat terkontrol pada struktur atom.
Simulasi tersebut memungkinkan peneliti mengatur nilai band gap sesuai kebutuhan aplikasi yang diinginkan.
Dorong Teknologi Masa Depan
Pengaturan celah energi yang lebih presisi diyakini akan mempercepat pengembangan berbagai teknologi berbasis material 2D.
Di sektor elektronik, teknologi ini berpotensi menghasilkan perangkat yang lebih cepat dan hemat energi. Pada bidang energi terbarukan, material 2D dapat meningkatkan efisiensi panel surya.
Sementara itu, dalam dunia komputasi, material tersebut dinilai menjanjikan untuk mendukung pengembangan komputer kuantum generasi mendatang.
Keberhasilan pengembangan Metode Filter 2D menjadi langkah penting dalam membuka potensi penuh material ultra tipis yang selama ini menjadi fokus riset global.
Membuka Era Baru Material Cerdas
Temuan Prof. Abdurauf menunjukkan bahwa rekayasa sifat elektronik material kini dapat dilakukan dengan lebih terukur dan efisien.
Melalui Metode Filter 2D, para ilmuwan memiliki alat baru untuk merancang material sesuai kebutuhan teknologi masa depan.
Inovasi ini tidak hanya memperkuat posisi Universitas Brawijaya dalam riset fisika material, tetapi juga berpotensi memberikan kontribusi besar bagi pengembangan industri elektronik, energi, dan komputasi modern di masa mendatang.
