Courtesy of InterestingEngineering

Kerutan Bahan 2D Mengendalikan Spin Elektron untuk Perangkat Kompak

Menunjukkan bahwa kerutan pada bahan dua dimensi dapat mengontrol spin elektron secara presisi untuk menciptakan perangkat spintronik yang sangat kompak dan hemat energi, membuka potensi teknologi komputasi masa depan yang lebih efisien.

22 Agt 2025, 07.34 WIB

84 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Kerutan pada material 2D dapat mengendalikan spin elektron dan meningkatkan efisiensi perangkat.
Spintronik menawarkan potensi untuk mengurangi penggunaan energi dalam teknologi komputasi.
Penemuan helix spin persisten membuka peluang baru dalam pengembangan perangkat spintronik kompak.

Houston, Amerika Serikat - Para ilmuwan di Rice University menemukan bahwa kerutan kecil pada bahan dua dimensi (2D) seperti molybdenum ditelurit dapat mengontrol spin elektron dengan sangat presisi. Penemuan ini membuka peluang untuk perangkat spintronik yang lebih kecil dan lebih hemat energi dibanding komputer berbasis silikon sekarang.

Spin adalah sifat kuantum dari elektron yang dapat bernilai 'up' atau 'down'. Teknologi spintronik yang menggunakan spin ini berpotensi mengatasi batasan teknologi silikon, namun spin sangat cepat hilang akibat tabrakan elektron di dalam material.

Dalam penelitian ini, mereka membuktikan bahwa saat bahan 2D dilengkungkan, muncul medan listrik internal karena pergeseran muatan akibat perbedaan regangan di sisi atas dan bawah lembaran. Medan ini menyebabkan spin elektron membentuk pola unik yang disebut persistent spin helix (PSH) yang menjaga spin tetap stabil meskipun terjadi tabrakan.

Kerutan atau lipatan tajam pada bahan 2D menghasilkan interaksi spin yang kuat dengan precession length hanya sekitar 1 nanometer, yang merupakan rekor terbaru. Precession length yang pendek memungkinkan pembuatan perangkat spintronik yang sangat kompak.

Penelitian ini menunjukkan bagaimana perubahan bentuk makroskopik bahan bisa mengendalikan fenomena kuantum secara efektif, dan menjadi langkah penting untuk masa depan komputer yang menggunakan spin dengan efisiensi energi tinggi.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/innovation/2d-materials-spintronics-breakthrough

Analisis Kami

"Penemuan penggunaan kerutan dalam bahan 2D untuk mengontrol spin elektron dengan presisi sangat revolusioner dan bisa mengubah paradigma dalam spintronik. Metode ini menggabungkan mekanik makroskopik dan efek kuantum secara unik, yang sebelumnya jarang dipertimbangkan dalam desain material elektronik."

Analisis Ahli

Boris Yakobson

"Manipulasi mekanis pada bahan dua dimensi membuka jalur baru untuk rekayasa medan spin yang eksotis dan presisi tinggi."

Sunny Gupta

"Menggabungkan elastisitas material dengan fenomena kuantum memungkinkan penciptaan tekstur spin yang stabil dan praktis dalam teknologi masa depan."

Prediksi Kami

Dalam waktu dekat, penelitian ini akan mendorong pengembangan perangkat komputasi berbasis spin yang jauh lebih kecil, cepat, dan hemat energi dibandingkan komputer berbasis silikon konvensional.

Pertanyaan Terkait

Apa yang ditemukan oleh para ilmuwan di Rice University terkait kerutan pada material 2D?

Para ilmuwan di Rice University menemukan bahwa kerutan kecil pada material 2D dapat mengendalikan spin elektron dengan presisi tinggi.

Mengapa spintronik dianggap lebih efisien dibandingkan teknologi berbasis silikon saat ini?

Spintronik dapat mengurangi jejak energi perangkat dan pusat data, menjadikannya lebih efisien saat penggunaan energi global meningkat.

Apa tantangan utama yang dihadapi oleh spintronik dalam pengkodean informasi?

Tantangan utama spintronik adalah informasi yang dikodekan dalam spin cepat memudar dan dapat hilang saat elektron bertabrakan dengan atom.

Apa itu helix spin persisten dan bagaimana cara kerutannya berfungsi?

Helix spin persisten adalah tekstur spin unik yang dapat mempertahankan keadaan spin meskipun terjadi tabrakan, dan kerutan pada material 2D menciptakan kondisi ini.

Mengapa penelitian ini penting untuk masa depan perangkat kompak dan efisien energi?

Penelitian ini menunjukkan cara baru untuk mengoptimalkan material 2D untuk aplikasi spintronik, yang dapat mengarah pada perangkat yang lebih kecil dan lebih efisien.