Courtesy of InterestingEngineering

Inovasi Material CSiGeSn: Masa Depan Quantum dan Mikroelektronika Terobosan Baru

Mengembangkan material semikonduktor stabil baru berbasis gabungan empat unsur Group IV (karbon, silikon, germanium, dan timah) yang kompatibel dengan proses manufaktur chip CMOS standar dan menghasilkan sifat elektronik dan optik yang dapat diatur untuk aplikasi masa depan seperti komputasi kuantum, fotonik, dan mikroelektronika.

15 Jul 2025, 20.41 WIB

242 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Paduan CSiGeSn mewakili langkah besar dalam inovasi semikonduktor.
Material ini menawarkan kemampuan untuk mengintegrasikan fotonik dan elemen kuantum langsung ke dalam chip.
Pengembangan ini membuka peluang baru untuk teknologi seperti laser suhu ruangan dan termoelectric efisien.

Jülich, Jerman - Para ilmuwan telah menciptakan material baru yang terdiri dari empat elemen dari Grup IV yaitu karbon, silikon, germanium, dan timah yang dikombinasikan menjadi paduan semikonduktor stabil bernama CSiGeSn. Material ini bertujuan mengatasi keterbatasan silikon dalam teknologi chip modern, khususnya untuk aplikasi fotonik dan komputasi kuantum.

Material CSiGeSn memiliki keunggulan utama yaitu kompatibel dengan proses pembuatan chip CMOS standar yang digunakan secara luas di industri. Hal ini penting agar teknologi baru dapat dengan mudah diintegrasikan ke dalam proses manufaktur chip saat ini tanpa gangguan pada struktur kristalnya.

Penambahan karbon ke dalam paduan silikon-germanium-timah memberikan kontrol yang lebih baik terhadap band gap, yang sangat menentukan kelakuan elektronik dan optik bahan. Dengan demikian, material ini memungkinkan pengembangan perangkat seperti laser suhu ruang dan LED dengan performa tinggi.

Proses pembuatan material ini dilakukan menggunakan deposisi uap kimia (CVD) tingkat industri dari AIXTRON AG, yang memudahkan produksi material berkualitas tinggi dan seragam secara masal. Ini membuat terobosan teknologi ini bisa diaplikasikan pada skala yang lebih besar untuk berbagai perangkat masa depan.

Penemuan ini berpotensi membuka berbagai peluang baru, mulai dari teknologi fotonik yang lebih canggih, termolektrik efisien untuk perangkat wearable, hingga komponen kuantum untuk sistem komputasi dengan performa tinggi. Studi dan inovasi ini telah dipublikasikan dalam jurnal Advanced Materials.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/innovation/material-to-unlock-quantum-tech-power

Analisis Kami

"Penemuan ini menunjukkan lompatan signifikan dalam pengembangan material semikonduktor yang selama ini terhambat oleh keterbatasan kimia dan ukuran atom. Jika terus dikembangkan, teknologi ini bisa mendefinisikan ulang cara kita mendesain dan menggunakan chip di berbagai bidang teknologi tinggi."

Analisis Ahli

Dan Buca

"Menggabungkan karbon dalam matriks silikon-germanium-timah memungkinkan kontrol pita energi yang belum pernah dicapai sebelumnya, yang penting untuk pengembangan perangkat elektronik dan fotonik masa depan."

Giovanni Capellini

"Material ini menawarkan kombinasi unik antara sifat optik yang dapat disesuaikan dan kompatibilitas dengan silikon, membuka jalan untuk produksi fotonik skala besar dan teknologi kuantum."

Prediksi Kami

Material CSiGeSn akan mendorong inovasi dalam chip yang mampu mengintegrasikan fungsi fotonik, pengumpulan energi termal, dan teknologi kuantum secara lebih efisien, sehingga mempercepat perkembangan komputasi kuantum dan perangkat wearable.

Pertanyaan Terkait

Apa itu CSiGeSn?

CSiGeSn adalah paduan semikonduktor stabil yang terdiri dari karbon, silikon, germanium, dan timah.

Siapa yang mengembangkan material semikonduktor baru ini?

Material semikonduktor baru ini dikembangkan oleh peneliti di Forschungszentrum Jülich dan Leibniz Institute for Innovative Microelectronics.

Apa keuntungan dari menggunakan CSiGeSn dibandingkan silikon murni?

Keuntungan dari CSiGeSn adalah kemampuannya untuk menyetel sifat elektronik dan optik melampaui apa yang bisa dicapai oleh silikon murni.

Bagaimana cara peneliti menciptakan material ini?

Peneliti menciptakan material ini menggunakan sistem deposisi uap kimia (CVD) yang canggih.

Apa aplikasi potensial dari material CSiGeSn?

Aplikasi potensial dari CSiGeSn termasuk laser suhu ruangan, termoelectric efisien untuk teknologi wearable, dan komponen kuantum untuk sistem komputasi masa depan.