Courtesy of InterestingEngineering

Transistor Eksiton Baru dari Universitas Michigan Bisa Gantikan Elektronik Konvensional

Mengembangkan teknologi transistor mirip switch yang dapat mengendalikan aliran eksiton pada suhu ruang, membuka jalan bagi penggantian elektronik konvensional dengan sirkuit berbasis excitonics yang lebih cepat, lebih dingin, dan lebih efisien energi.

12 Sep 2025, 06.46 WIB

125 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Penelitian ini menunjukkan potensi besar eksiton dalam menggantikan elektronik konvensional.
Teknologi baru ini dapat mengurangi konsumsi energi dan panas dalam pemrosesan data.
Saklar eksiton yang dikembangkan dapat menjadi langkah awal menuju sirkuit eksiton yang lebih kompleks.

Ann Arbor, Amerika Serikat - Para insinyur dari Universitas Michigan membuat sebuah nanostruktur yang bisa mengarahkan dan menghentikan aliran eksiton di suhu ruang. Eksiton adalah partikel kuantum yang membawa energi tanpa adanya muatan listrik, sehingga bisa mengurangi energi yang hilang menjadi panas seperti pada elektronik biasa.

Eksiton terbentuk ketika cahaya menggerakkan elektron di semikonduktor, membentuk pasangan dengan lubang positif yang bergerak bersama sebagai paket energi netral. Karena tanpa muatan listrik, eksiton dapat bergerak tanpa menghasilkan panas berlebih yang biasanya terjadi pada sirkuit elektronik.

Salah satu masalah utama excitonics adalah sulitnya mengontrol eksiton karena mereka tidak merespon medan listrik. Untuk mengatasi hal ini, tim dari Michigan membuat struktur ridged yang berfungsi seperti kawat dan menempatkan elektroda pengendali di kedua sisi untuk menghentikan atau mengalirkan eksiton seperti saklar.

Dalam pengujian, perangkat ini menunjukkan kemampuan switching on-off dengan rasio lebih dari 19 desibel, sebuah hasil yang sangat baik untuk aplikasi optoelektronik masa depan. Mereka juga bisa menggerakkan eksiton sejauh 4 mikrometer dalam waktu kurang dari setengah nanodetik menggunakan cahaya.

Teknologi ini diharapkan dapat mempercepat pertukaran data dalam pemrosesan dan komunikasi, khususnya untuk komputer super, smartphone, AI, kendaraan otonom, serta digital twin. Tim sudah mengajukan paten dan berencana menghubungkan ratusan saklar eksiton menjadi sistem yang lebih besar.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/innovation/room-temperature-quantum-excitons

Analisis Kami

"Penemuan ini adalah terobosan besar karena berhasil mengendalikan aliran eksiton di suhu ruang, hal yang sebelumnya sangat sulit. Ini memperlihatkan ada potensi nyata untuk mengubah paradigma teknologi komputasi dan komunikasi, meskipun tantangan pengintegrasian massal masih harus diatasi."

Analisis Ahli

Mack Kira

"Dengan pendekatan excitonics, kita dapat lepas dari batasan fisik elektron yang selama ini membatasi perangkat komputasi modern, memungkinkan perangkat lebih hemat energi."

Parag Deotare

"Eksiton memainkan peran kunci dalam berbagai teknologi yang sudah kita gunakan, jadi mengarahkannya untuk pengolahan informasi akan mempercepat inovasi dalam elektronik dan fotonik."

Prediksi Kami

Di masa depan, excitonics dapat menggantikan elektronik konvensional terutama dalam perangkat komputasi intensif, menghasilkan teknologi yang jauh lebih efisien dalam konsumsi energi serta mengurangi panas berlebih dalam data center dan perangkat AI.

Pertanyaan Terkait

Apa itu eksiton dan bagaimana mereka terbentuk?

Eksiton adalah quasipartikel kuantum yang terbentuk ketika cahaya mengexcite elektron dalam semikonduktor, meninggalkan lubang bermuatan positif.

Apa yang telah dikembangkan oleh tim insinyur Universitas Michigan terkait eksiton?

Tim insinyur Universitas Michigan telah mengembangkan struktur nanotruktur yang dapat mengarahkan dan menghentikan aliran eksiton serta saklar seperti transistor untuk mengontrol aliran eksiton.

Mengapa eksiton lebih efisien dibandingkan elektron dalam sirkuit?

Eksiton tidak membawa muatan, sehingga dapat bergerak tanpa kehilangan energi yang menghasilkan panas, menjadikannya lebih efisien daripada elektron.

Apa aplikasi potensial dari teknologi eksiton yang baru ini?

Teknologi eksiton ini dapat mempercepat transfer data dan berpotensi digunakan dalam superkomputer, smartphone, dan perangkat berbasis AI.

Bagaimana cara kerja saklar optoeksitonic yang dikembangkan oleh tim?

Saklar optoeksitonic bekerja dengan menggunakan cahaya untuk mendorong eksiton di sepanjang ridge, menciptakan aliran eksiton yang terkontrol.