Sekilas mengenai Nanomaterial

Nanomaterial merupakan material yang mempunyai ukuran dalam skala nanometer yaitu berkisar antara 1-100 nm. Banyak orang tertarik dengan nanomaterial, karena dengan ukuran nano, sifat material lebih menguntungkan dari pada ukuran besar. Rekayasa material nanopartikel pada dasarnya adalah rekayasa pengendalian ukuran, bentuk, dan morfologi, serta penataan material pada ukuran nanometer, yang akan menentukan karakteristik nanopartikel hasil sintesis.

Karakteristik material dapat menjadi berbeda setelah menjadi nanomaterial, dalam hal ini ada dua alasan. Pertama, nanomaterial memiliki surface area yang besar daripada material awalnya. Hal ini dapat meningkatkan reaktifitas kimia dan meningkatkan kekuatan sifat elektronik, yang kedua adalah efek kuantum yang mendominasi bahan dari nanoscale terutama pada pengaruh optikal dan sifat magnetik material.

Nanomaterial dapat dibagi menjadi 4 golongan yaitu :

a. Nol dimensi

Nanopartikel (oksida logam, semikonduktor, fullerenes)

b. Satu dimensi

Nanotubes, nanorods, nanowires

c. Dua dimensi

Thin films (multilayer, monolayer, self-assembled, mesoporous)

d. Tiga dimensi

Nanokomposit, nanograined, mikroporous, mesoporous, interkalasi, organi-anorganik hybrids.

Banyak nanoteknologi dan nanoscience yang dilakukan untuk memproduksi nanomaterial. Nanometerial dapat dibuat dengan tekhnik top down dan bottom up, dimana top down merupakan pembuatan struktur yang kecil dari material yang berukuran besar, sedangkan tekhnik bottom up penggabungan atom-atom atau molekul-molekul menjadi partikel yang berukuran lebih besar.

Adapun beberapa sifat keunggulan dari material berukuran nano, antara lain :

1) Sifat elektrik

Nanomaterial dapat mempunyai energi lebih besar dari pada material ukuran biasa karena memiliki surface area yang besar. Energy band secara bertahap berubah terhadap orbital molekul. Logam ukuran besar mengikuti hokum Ohm. Pada logam ukuran nano harus memiliki masukan elektrostatik (menggambarkan jumlah energi elektron) Eel = e2/2C. Resistivitas elektrik mengalami kenaikan dengan berkurangnya ukuran partikel.

Contoh aplikasi : energi densitas yang tinggi dari baterai, nanokristalin merupakan material yang bagus untuk lapisan pemisah pada baterai karena dia dapat menyimpan energi yang lebih banyak. Baterai logam nikel-hidrida terbuat dari nanokristalin nikel dan logam hidrida yang membutuhkan sedikit recharging dan memiliki masa hidupa yang lama.

2) Sifat magnetik

Kekuatan magnetik adalah ukuran tingkat kemagnetan. Tingkat kemagnetan akan meningkat dengan penurunan ukuran butiran patikel dan kenaikan spesifik surface area per satuan volume partikel. Sehingga nanopmeterial memiliki sifat yang bagus dalam peningkatan sifat magnet.

Contoh aplikasi : magnet nanokristalin yttrium-samarium-cobalt memiliki sifat magnet yang luar biasa dengan luas permukaan yang besar. Aplikasinya pada mesin kapal, instrumen ultra sensitiv danmagnetic resonance imaging (MRI) pada alat diagnostik.

3) Sifat mekanik

Nanomaterial memiliki kekerasan dan tahan gores yang lebih besar bila dibandingkan dengan material dengan ukuran biasa.

Contoh aplikasi : automobil dengan efisiensi greater fuel. Nanomaterial diterapkan pada automobil sejak diketahui sifat kuat, keras dan sangat tahan terhadap erosi, diharapkan dapat diterapkan pada busi.

4) Sifat optik

Sistem nanokristalin memiliki sifat optikal yang menarik, yang mana berbeda dengan sifat kristal konvensional. Kunci peyumbang faktor masuknya quantum tertutup dari pembawa elektrikal pada nanopartikel, energi yang efisien dan memungkinkan terjadinya pertukaran karena jaraknya dalam skala nano serta memiliki sistem dengan interface yang tinggi. Dengan perkembangan teknologi dari material mendukung perkembangan sifat nanofotonik. Dengan sifat optik linear dan non linear material nano dapat dibuat dengan mengontrol dimensi kristal dan surface kimia, teknologi pembuatan menjadi faktor kunci untuk mengaplikasikan.

Contoh aplikasi : pada optoelektronik., electrochromik untuk liquid crystal display (LCD).

5) Sifat kimia

Merupakan faktor yang penting untuk aplikasi kimia nanomaterial yaitu penambahan surface area yang mana akan meningkatkan aktivitas kimia dari material tersebut.

Contoh aplikasi : teknologi fuel cell merupakan aplikasi yang penting dari penggunaan logam nanopartikel. Dimana dalam fuel cell digunakan logam Pt dan Pt-Ru.

Besi oksida nanopartikel merupakan oksida logam yang mendapat perhatian yang besar dalam rekayasa material nanopartikel, mengingat potensi penerapan teknologi yang dimungkinkan. Pemanfaatan oksida logam yang memiliki beberapa spesies oksida berkarakteristik khas ini telah banyak dilaporkan yaitu sebagai : fotokatalis pada fotooksidasi fenol sebagai katalis autooksidasi bahan bakar jet-A, komponen aktif pada media rekam padat informasi, sebagai penghantaran obat paramagnetik dengan mengubahnya menjadi senyawamagnetic-gels, sensor alkohol pada temperatur ruang dan sebagai fotokatalis untuk menguraikan air menjadi hidrogen dan oksigen dlam bentuk elektroda lapis tipis, selain itu besi oksida nanopartikel dapat dimanfaatkan untuk meningkatkan CaO sebagi sensor gas SO_2.

Read More

Media Transmisi tipe Kabel

Modulasi digital merupakan proses penumpangan sinyal digital (bit stream) ke dalam sinyal carrier. Modulasi digital sebetulnya adalah proses mengubah-ubah karakteristik dan sifat gelombang pembawa (carrier) sedemikian rupa sehingga bentuk hasilnya (modulated carrier) memeiliki ciri-ciri dari bit-bit (0 atau 1) yang dikandungnya. Berarti dengan mengamati modulated carriernya, kita bisa mengetahui urutan bitnya disertai clock (timing, sinkronisasi). Melalui proses modulasi digital sinyal-sinyal digital setiap tingkatan dapat dikirim ke penerima dengan baik. Untuk pengiriman ini dapat digunakan media transmisi fisik (logam atau optik) atau non fisik (gelombang-gelombang radio). Pada dasarnya dikenal 3 prinsip atau sistem modulasi digital yaitu: ASK, FSK, dan PSK.

Amplitude Shift Keying (ASK) Amplitude Shift Keying (ASK) atau pengiriman sinyal berdasarkan pergeseran amplitude, merupakan suatu metoda modulasi dengan mengubah-ubah amplitude. Dalam proses modulasi ini kemunculan frekuensi gelombang pembawa tergantung pada ada atau tidak adanya sinyal informasi digital. Keuntungan yang diperoleh dari metode ini adalah bit per baud (kecepatan digital) lebih besar. Sedangkan kesulitannya adalah dalam menentukan level acuan yang dimilikinya, yakni setiap sinyal yang diteruskan melalui saluran transmisi jarak jauh selalu dipengaruhi oleh redaman dan distorsi lainnya. Oleh sebab itu meoda ASK hanya menguntungkan bila dipakai untuk hubungan jarak dekat saja. Dalam hal ini faktor derau harus diperhitungkan dengan teliti, seperti juga pada sistem modulasi AM. Derau menindih puncak bentuk-bentuk gelombang yang berlevel banyak dan membuat mereka sukar mendeteksi dengan tepat menjadi level ambangnya.

Frequncy Shift Keying (FSK) Frequency Shift Keying (FSK) atau pengiriman sinyal melalui penggeseran frekuensi. Metoda ini merupakan suatu bentuk modulasi yang memungkinkan gelombang modulasi menggeser frekuensi output gelombang pembawa. Pergeseran ini terjadi antara harga-harga yang telah ditentukan semula dengan gelombang output ang tidak mempunyai fasa terputus-putus. Dalam proses modulasi ini besarnya frekuensi gelombang pembawa berubah-ubah sesuai dengan perubahan ada atau tidak adanya sinyal informasi digital.

FSK merupakan metode modulasi yang paling populer. Dalam proses ini gelombang pembawa digeser ke atas dan ke bawah untuk memperoleh bit 1 dan bit 0. Kondisi ini masing-masing disebut space dan mark. Keduanya merupakan standar transmisi data yang sesuai dengan rekomendasi CCITT. FSK juga tidak tergantung pada teknik on-off pemancar, seperti yang telah ditentukan sejak semula. Kehadiran gelombang pembawa dideteksi untuk menunjukkan bahwa pemancar telah siap.

Dalam hal penggunaan banyak pemancar (multi transmitter), masing-masingnya dapat dikenal dengan frekuensinya. Prinsip pendeteksian gelombang pembawa umumnya dipakai untuk mendeteksi kegagalan sistem bekerja. Bentuk dari modulated Carrier FSK mirip dengan hasil modulasi FM. Secara konsep, modulasi FSK adalah modulasi FM, hanya disini tidak ada bermacam-macam variasi /deviasi ataupun frekuensi, yang ada hanya 2 kemungkinan saja, yaitu More atau Less (High atau Low, Mark atau Space). Tentunya untuk deteksi (pengambilan kembali dari kandungan Carrier atau proses demodulasinya) akan lebih mudah, kemungkinan kesalahan (error rate) sangat minim/kecil.

Umumnya tipe modulasi FSK dipergunakan untuk komunikasi data dengan Bit Rate (kecepatan transmisi) yang relative rendah, seperti untuk Telex dan Modem-Data dengan bit rate yang tidak lebih dari 2400 bps (2.4 kbps).

Phase Shift Keying (PSK)

Phase Shift Keying (PSK) atau pengiriman sinyal melalui pergeseran fasa. Metoda ini merupakan suatu bentuk modulasi fasa yang memungkinkan fungsi pemodulasi fasa gelombang termodulasi di antara nilai-nilai diskrit yang telah ditetapkan sebelumnya. Dalam proses modulasi ini fasa dari frekuensi gelombang pembawa berubah-ubah sesuai denganperubahan status sinyal informasi digital.

Sudut fasa harus mempunyai acuan kepada pemancar dan penerima. Akibatnya, sangat diperlukan stabilitas frekuensi pada pesawat penerima. Guna memudahkan untuk memperoleh stabilitas pada penerima, kadang-kadang dipakai suatu teknik yang koheren dengan PSK yang berbeda-beda. Hubungan antara dua sudut fasa yang dikirim digunakan untuk memelihara stabilitas. Dalam keadaan seperti ini , fasa yang ada dapat dideteksi bila fasa sebelumnya telah diketahui. Hasil dari perbandingan ini dipakai sebagai patokan (referensi).

Untuk transmisi Data atau sinyal Digital dengan kecepatan tinggi, lebih efisien dipilih system modulasi PSK. Dua jenis modulasi PSK yang sering kita jumpai yaitu :

·         Binary Phase Shift Keying (BPSK)

BPSK adalah format yang paling sederhana dari PSK. Menggunakan dua yang tahap yang dipisahkan sebesar 180° dan sering juga disebut 2-PSK. Modulasi ini paling sempurna dari semua bentuk modulasi PSK. Akan tetapi bentuk modulasi ini hanya mampu memodulasi 1 bit/simbol dan dengan demikian maka modulasi ini tidak cocok untuk aplikasi data-rate yang tinggi dimana bandwidthnya dibatasi.

·         Quadrature Phase Shift Keying (QPSK)

Kadang-Kadang dikenal sebagai quarternary atau quadriphase PSK atau 4-PSK, QPSK menggunakan empat titik pada diagram konstilasi, terletak di sekitar suatu lingkaran. Dengan empat tahap, QPSK dapat mendekode dua bit per simbol. Hal ini berarti dua kali dari BPSK. Analisa menunjukkan bahwa ini mungkin digunakan untuk menggandakan data rate jika dibandingkan dengan sistem BPSK. Walaupun QPSK dapat dipandang sebagai sebagai suatu modulasi quaternary, lebih mudah untuk melihatnya sebagai dua quadrature carriers yang termodulasi tersendiri. Dengan penafsiran ini, maka bit yang digunakan untuk mengatur komponen phase pada sinyal carrier ketika digunakan untuk mengatur komponen quadrature-phase dari sinyal carrier tersebut. BPSK digunakan pada kedua carrier dan dapat dimodulasi dengan bebas.

·         Phase Shift Keying (8 PSK)

 Sesuai dengan M-ary coding untuk modulasi 8 PSK jumlah n yang digunakan adalah n=3 sehingga menghasilkan beda fasa sebanyak delapan atau M=8. Modulasi 8 PSK memiliki delapan posisi beda fasa yang masing-masing sebesar 45° dengan 3 bit setiap simbol, diantaranya 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 dan 111.

Read More

Provider Internet KASKUS ( BIZNET ) akan hadir di Palembang

Biznet itu merupakan salah satu perusahaan telekomunikasi dan Multimedia terbesar di Indonesia, dan Kaskus mempercayakan BIZNET sebagai provider Internetnya. 

Rencananya setelah sukses di Jawa dan Bali, Biznet akan mengembangkan coverage dan membangun infrastruktur Fiber Optik di Kota kita tercinta Palembang. 

Apa bedanya Biznet dengan speedy, astinet, Bnet, Intikom,MDPNet atau yang lain?

Jawabnya secara umum sama aja gan, sama sama penyedia internet.
Yang membedakannya adalah Teknologi yang digunakan, Harga, dan Pelayanannya..

Biznet meruapakan provider Internet yang menggunakan media akses Fiber Optic langsung ke lokasi pelanggan ( Bukan pakai kabel tembaga yang sudah/mudah berkarat gan). 

Menurut research yang lakukan, fiber optic adalah akses data paling canggih sampai saat ini karena bisa support bandwidth hingga 100 000 Mbps ( 100 Gbps ), Kalau tembaga cuma sampai 5 mbps saja sudah ngos ngosan gan. Teknologi tembaga mudah berkarat, fiber optik pakai cahaya gan.

Kelebihan lainnya adalah adalah kestabilannya ( ane nyoba di kantor sih, sebelumnya kantor ane pakai kabel tembaga, kemudian pindah ke radio lalu sekarang udah pakai Fiber Optik )

Tapi Biznet juga ada kekurangannya gan,
1.Karena buat bangun Fiber Optik itu butuh waktu lama dan biaya mahal maka cakupan areanya terbatas ( biasanya prioritas di daerah perkotaan/perkantoran ). Apalagi biznet harus bangun FO dengan sistem ring biar ada backup kalau jalur utama putus.

2.Dari sisi biaya langganan katanya sedikit lebih mahal dibanding speedy ( Kalau yg prioritas utama di harga murah, jangan pakai Biznet gan ). Karena Biznet lebih fokus pada kualitas layanan dari pada Quantity pelanggan besar tapi layanannya murahan 

Produknya apa aja :

1. Metronet : Internet Prabayar. Sistem koneksinya menggunakan dial PPPoE dengan username dan password yang diberikan oleh Biznet. Unlimited dengan speed dari 1 mbps sampai 50 mbps. Koneksi internasionalnya bersifat Share.

2. Max3 : Internet Prabayar. Sistem koneksinya sama dengan Metronet. Namun max3 ini ada kuotanya. Speed 20 mbps. Koneksi internasionalnya bersifat Share.

3.GamersNET adalah layanan Broadband Internet cepat dari Biznet yang diperuntukkan untuk solusi bisnis bagi pengusaha warnet dan game center dengan pilihan layanan kecepatan dari 2 sampai 20 Mbps. Usaha Anda akan terus berkembang dengan koneksi broadband Internet cepat melalui jaringan fiber optik. Dengan kualitas terbaik, kehandalan dan biaya yang lebih murah dibanding jaringan satelit atau wireless, jaringan fiber optik dari Biznet memberikan kemudahan dan kenyamanan untuk mendownload ataupun mengupload game online bagi pengunjung tempat usaha Anda dalam memainkan game online.

4. Dedicated Line : Internet Pasca Bayar. Sistem koneksinya menggunakan static IP. Koneksi internasionalnya bersifat tetap, ada garansinya. Misalnya agan langganan 1 mbps, maka bandwidthnya dijamin tetap 1 mbps.

5.MetroWAN adalah layanan Link antar kantor menggunakan teknologi Fiber Optik/Ethernet. Kalau Agan/Saudara punya beberapa kantor di dalam satu kota dan semuanya ingin dihubunkan lewat Fiber Optik maka bisa menggunakan layanan ini. Bandwidthnya bisa sampai 100 Gbps gan...
Tinggal sesuaikan saja kebutuhan dan budget.

6. Cloud Computing : Layanan ini sangat bermanfaat bagi yang mau bangun aplikasi tapi nggak mau repot dengan investasi/bangun server atau data center sendiri. BIZNET menyediakan server di fasilitas data center kelas dunia yg disebut TechnoVillage. .

7. Max3 TV : ini produk baru gan, sewa internet bonus tv ( Untuk sementara baru ada di Jakarta dan Surabaya )

Read More

2015, Telkom Target Kabel Tembaga Terganti Fiber Optik

JAKARTA - Telkom menargetkan lima tahun ke depan, upaya pengembangan infrastruktur jaringan akses Telkom akan fokus pada penyediaan fiber access penuh ke rumah atau gedung.

"Lima tahun ke depan akses fiber akan masuk ke rumah atau gedung. Jadi diharapkan pada tahun 2015, akses kabel tembaga (copper) sudah tergantikan oleh serat optik, paling tidak di kota-kota besar," ujar EGM Divisi Akses Telkom Muhammad Awaluddin, dalam keterangan resminya, Sabtu (4/9/2010).

Nantinya, lanjut Awaluddin, fokus penyediaan fiber access secara penuh itu menargetkan komposisi jaringan akses FTTE (end-to-end copper) sekira 15 persen, akses FTTC (Fiber to the Curb) yang menggunakan teknologi MSAN, GPON dan VDSL sebesar 70 persen, serta akses FTTB/H (Fiber to the Building/Home) sebanyak 15 persen.

Awaluddin menekankan, kebijakan transformasi Telkom menjadi TIME Company perlu didukung transformasi infrastruktur dan sistem, termasuk di sisi jaringan akses. Telkom akan mengembangkan akses pita lebar dengan tiga segmen sasaran, yaitu Broadband for Home Digital Environment, Broadband for Enterprise Government, dan Broadband Anywhere. Kerjasama dengan ASG merupakan bagian dari upaya pengembangan Broadband for Home Digital Environment. Konsep Digital Home sendiri meliputi digital home communication, digital home office, digital entertainment, dan digital surveillance and security.

Sebagai konsekuensi perubahan besar-besaran portofolio layanannya ke arah layanan berbasis TIME, Telkom memberikan perhatian dan upaya yang ekstra terkait pengembangan kapabilitas akses. Kebijakan Telkom tentang rencana pengembangan akses pita lebar antara lain menyebutkan bahwa kapasitas true broadband (yakni akses dengan kecepatan 20 Mbps dan 100 Mbps) yang di tahun 2010 diperkirakan hanya mencapai 21 persen saja, di tahun 2015 akan berkembang menjadi 85 persen.

Saat ini, sebagian besar jaringan akses yang ada masih didominasi kecepatan 1-4 Mbps dan di bawahnya dengan porsi 79 persen.

Menurut Awaluddin, semakin besar kapasitas jaringan akses, semakin besar pula kemampuan jaringan tersebut untuk mengakomodasi berbagai layanan dan aplikasi, termasuk layanan berbasis triple play services yang terdiri dari Data (Internet atau Intranet), Voice dan Video (Interactive TV dan Multimedia).

Akses pita lebar 4 Mbps yang dilayani dengan teknologi DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer) baru mampu memberikan layanan Internet dan Warnet berkecepatan 512 Kbps. Sedangkan akses pita lebar 20 Mbps yang dilayani teknologi MSAN (Multi-Service Access Node) sudah mampu memberikan layanan Triple Play. Akses 20 Mbps juga mampu mengakomodasi layanan-layanan lain seperti ISDN PRA/BRA, VPN IP, TelkomLink, dan Leased Circuit.

Akses pita lebar 100 Mbps yang menggunakan teknologi GPON (Gigabyte Pasive Optical Network) tentu memiliki kemampuan yang jauh lebih tinggi lagi. Akses dengan kecepatan setinggi itu bisa mengakomodasi berbagai kebutuhan layanan sekelas Enterprise Solution, Business Solution, Internet Service Provider/Other Liason Operators, Mobile Backhaul, dan lain-lain.

Keseriusan Telkom untuk membangun infrastruktur yang handal di level jaringan akses tak lepas dari grand scenario Telkom Super Highway yang dicanangkan Dirut Telkom Rinaldi Firmansyah pada tanggal 30 November 2009 di depan Presiden Republik Indonesia.

Pada Telkom Super Highway dibangun jaringan akses di antaranya MSAN, GPON dan softswitch yang akan membentuk Next Generation Nationwide Broadband Network (NG-NBN), sehingga dimungkinkan tersedianya layanan TIME (Telecommunication, Information, Media dan Edutainment) dengan kecepatan dan kualitas yang tinggi dan dengan harga yang kompetitif.

Untuk mewujudkan cita-cita besar membangun Telkom Super Highway, perusahaan akan terus membangun jaringan serat optik beserta Metro-E, IPCore, Terra Router. Pembangunan Sistem Komunikasi Serat Optik (SKSO) Jawa-Kalimantan-Sulawesi-Denpasar-Mataram atau yang dikenal dengan sebutan proyek JaKa2LaDeMa, membuat posisi TELKOM Super Higway semakin kuat.

Dalam kaitan visi Telkom Super Highway, serangkaian infrastruktur telah diresmikan oleh Presiden Republik Indonesia pada akhir 2009 lalu. Infrastruktur dimaksud meliputi: backbone serat optik Padang-Bengkulu sepanjang 914 km; backbone serat optik Kalimantan-Sulawesi sepanjang 5.445 km; IP core, Tera Router dan Metro-e  dengan 921 node pada 10 kota (yaitu: Batam, Jakarta, Surabaya, Medan, Palembang, Pekanbaru, Semarang, Bandung, Makassar, dan Banjarmasin); Soft-switch Jakarta dengan kapasitas 172.000 SSL; dan backbone Batam ke link Internasional (proyek Batam-Singapura Cable System dan Asian America Gateway) yang merupakan infrastruktur untuk menghubungkan Indonesia ke Asia dan Amerika dengan kapasitas 40 Gbps (kini sudah meningkat menjadi 63 Gbps.

Rinaldi menyatakan pihaknya telah dan akan terus mengerahkan seluruh sumberdaya yang dimiliki secara optimal untuk membangun infrastruktur yang handal, yang memungkinkan seluruh layanan berbasis TIME beroperasi. Ia mengakui, ada tuntutan capex yang tidak sedikit untuk mewujudkan itu semua. Sebagai contoh ia menjelaskan biaya teknologi MSAN ALU saja sekitar USD 150 per SSL, sehingga akan dibutuhkan biaya besar bila kapasitas line yang ada mencapai jutaan. Demikian pula untuk teknologi DSLAM yang biayanya mencapai USD 80 per Satuan Sambungan Layanan (SSL) atau teknologi GPON yang jelas tidak murah.

Namun demikian, lanjut Rinaldi, pihaknya memiliki keyakinan yang sangat kuat bahwa sepanjang Telkom konsisten mengoptimalkan variabel ARPU-Bandwidth-Cost, posisinya justru akan semakin leading baik dari segi layanan maupun bisnis.
"Kami sangat menyadari, begitu banyak harapan, termasuk dari Negara, ditujukan kepada Telkom dalam hal penyediaan infrastruktur akses pita lebar di seluruh pelosok Indonesia. Ini tentu sebuah tantangan yang mesti kami respon dengan upaya terbaik," ujarnya.

Read More

Semikonduktor Sebagai Sakelar

A. Fungsi Sebagai Sakelar.

       Pertama sakelar adalah suatu alat dengan dua sambungan dan bias memiliki dua keadaan yaitu on dan off. Keadaan off/tutup merupakan suatu keadaan di mana tidak ada arus yang mengalir. Keadaan on/buka merupakan satu keadaan yang mana arus bias mengalir dengan bebas atau dengan kata lain (secara ideal) tidak ada resistivitas dan besar voltase pada sakelar sama dengan nol. Keuntungan dapat menaikkan efisiensi dan performasi rangkaian karena rugi daya yang terjadi relative kecil dan mendekati nol. Keuntungan lain dari proses pengubahan atau proses pengaturan.

B. Karakteristik Semikonduktor Daya.

1. Dioda

Dioda merupaka semikonduktor (komponen) elektronika daya yang memiliki dua terminal yaitu anoda dan katoda. Dalam rangkaian elektronika daya diode difunsikan sebagai sakelar. Gambar 1 dan 2 masing-masing ditumjukkan symbol diode dan karakteristik ideal diode jika dioperasikan sebagai sakelar. Sebagai sakelar, sebagaimana gambar 2, diode akan konduksi (on) jika potensial pada anoda lebih positif daripada potensial katoda dan diode akan memblok (off) jika potensial pada anoda lebih negative daripada potensial pada katoda.

Gb. Simbol Dioda dan Karakteristik sbg sakelar

Jika diode dalam kondisi ideal, ketika diode dalam kondisi on memiliki karakteristik tegangan pada diode sama dengan nol dan arus yang mengalir pada diode sama dengan arus bebannya. Sebaliknya, dioda dalam kondisi off memiliki karakterstik tegangan pada diode sama dengan tegangan sumbernya dan arus yang mengalir sama dengan nol. Dalamkondisi diode on dan off ini dapat dinyatakan tidak terjadi kerugian daya pada diode.

Read More

Mengenal Perkembangan Nanoteknologi Berbasiskan Material Semikonduktor II-VI

Nanoteknologi merupakan teknologi yang dibangun dengan orde 10 pangkat -9 meter alias 0.000000009 m atau 10^-9 m. Bisa dibayangkan sebuah ukuran yang amat sangat kecil. Bandingkan dengan diamater sebuah atom yang berkisar 0.00000000010 m atau 10^-10 m. Jadi dalam fabrikasi dan karakterisasinya dibutuhkan alat yang resolusinya ber orde nano juga. Untuk sintesis material berbasiskan skala nano biasanya digunakan yang namanya molekular beam epitaxy (MBE), metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), phase vapor transport (VPT), magnetic sputtering, hydrothermal, deposisi menggunakan LASER, dsb. Sedangkan untuk karakterisasinya digunakan transmission elektron mikroskopi (TEM) yang memiliki resolusi tinggi kurang lebih 200 kV, scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM), field emission SEM, dsb.

Gambar 1, menunjukkan contoh dari image mikroskopis material semikonduktor GaAs. Image yang dihasilkan sebanding dengan jumlah atom dari Ga dan As. Terlihat dari gambar bahwa jarak sumbu pusat antara dua buah atom tersebut adalah 1.4 x 10^-10 m. Dari resolusi yang dimiliki oleh scanning TEM/STEM sebesar 200 kV dapat dihasilkan pancaran electron dengan panjang gelombang 0.0025 nm. Dengan demikian karakterisasi nano sekarang ini sudah sangat maju, karena kita dapat melihat struktur kristal dari material. Nah dari alat karakterisasi tersebut kita akan mengenal berbagai jenis bentuk nanostructure, seperti : nanotube, nanowire, nanopilar, nanorod, nanocomb, nanoflower, dsb. Gambar 2 menunjukkan bentuk dari material nano, yaitu nanotube. Disebut nanotube karena bentuknya seperti tabung yang dibentuk oleh rangkaian struktur Kristal dalam skala nano.

Mengapa ilmu nano dan teknologinya penting? Begini, dalam perkembangan teknologi saat ini, yang dibutuhkan adalah improvisasi alat/device. Untuk lebih mendapatkan material yang secara makroskopis unggul dan efisien dari segi sifat listrik maupun optisnya, maka modifikasi dan analisis nano memegang peranan yang penting. Ketika kita menganalisis material dalam ukuran nano, maka kita akan melihat bagaimana distribusi dari elektron yang terlihat dari image yang yang diperoleh (menggunakan STEM/TEM, FESEM, High Resolution TEM, SEM, dan AFM). Para ilmuwan Fisika, Kimia dan termasuk ilmuwan dalam bidang material elektronik saat ini tengah berusaha menciptakan material untuk menghasilkan material yang berguna dalam industri optoelektronik. Tentu dasarnya adalah teknologi semikonduktor yang sudah dikenal lama. Dalam perkembangannya, teknologi semikonduktor mampu menghasilkan dioda, lalu transistor bahkan yang lebih kompleks lagi yaitu mikroprosesor. Peralatan/Devices tersebut sangat berperan dalam penemuan dan pembuatan piranti elektronik untuk komputer, handphone, dsb.

Analisis nano berperan cukup penting untuk mengimprove metode-metode yang digunakan saat ini. Analisis tersebut tidak hanya digunakan para eksperimentalis saja, namun juga para teoritis yang menggunakan first principle mengacu pada persamaan Schrodinger, bandstructure, fungsi gelombang Bloch, nearly free electron model, density functional theory, dsb untuk memprediksikan besar energi yang dapat dihasilkan oleh material.

Untuk melihat bagaimana nanostruktur dari salah satu material semikonduktor, saya ambil contoh image dari material semikonduktor golongan II-VI (ZnO) yang di sintesis menggunakan Vapour Phase Transport (VPT) seperti yang terlihat pada gambar 3. Dengan menggunakan SEM terlihat bahwa material ZnO tersebut membentuk pilar yang hampir uniform disetiap titiknya. Di dalam sebuah pilar probabilitas terdapat electron akan semakin besa r. Dari hasil sintesis dan karakterisasi tersebut lalu hasilnya dikonfirmasi dengan pengukuran Hall (Hall effect) menggunakan 4 buah probe untuk melihat sifat listrik dari material semikonduktor. Dari hasil pengukuran, sebuah nanopilar ZnO dapat menghasilkan hambatan spesifik sebesar 8 x 10^-2 ?cm, bila diasumsikan mobilitas dari electron sebesar 100 cm²/Vs maka akan menghasilkan konsentrasi pembawa electron sebesar 8 x 10¹⁷ cm^-3 [2]. Secara teori apabila jumlah konsentrasi pembawa elektronnya besar maka proses generasi dan rekombinasi akan sebanding dengan jumlah tersebut. Sehingga untuk menghasilkan kualitas cahaya (light diode, LD, berbasis pn junction) yang berasal dari material ZnO akan sesuai dengan yang diharapkan.

Dalam uji photonic, digunakan juga pengukuran Photoluminescence (PL) dari material ZnO/Zn(0.9)Mg(0.1)O berbasiskan quantum well (quantum well adalah representasi dari potensial sumur yang berfungsi sebagai perangkap buat electron, dapat dipelajari dengan menggunakan konsep persamaan Schrodinger dan fungsi gelombang Bloch) seperti terlihat pada gambar 4. Dalam gambar tersebut terlihat bahwa panjang gelombang dari material ZnO/Zn(0.9)Mg(0.1)O dapat menghasilkan energi foton sebesar 3.36 eV untuk kedalaman sumur (well thickness) 3 nm dan 3.35 eV dan 3.51 eV untuk kedalaman sumur 14 nm pada temperature 8 K. Pada kedalaman sumur 14 nm terdapat dua buah peak yang mengindikasikan adanya efek kuantum confinement [3]. Sebagai informasi saat ini para ilmuwan dan insinyur sedang melakukan riset untuk mengimprove teknologi semikonduktor berbasiskan material ZnO.

Material tersebut memiliki energi gap (energi antara pita valensi dan konduksi) sebesar 3.34 eV dalam temperatur ruang dan energi eksiton (pasangan electron dan hole) sebesar 60 meV. Oleh karena itu material ini diprediksikan akan menggeser kejayaan material GaN dalam aplikasi optoelektronik yang sudah establish. Secara ekonomis karena harga produksinya juga lebih kecil maka peluang ZnO semakin besar.

Referensi

1. SM Sze. Semiconductor Devices, John Wiley and Sons, 1985
2. A. Bakin et all, phys. Stat. sol © 4, no 1, 158-161 (2007)
3. HP He et all, J. applied physics 40 (2007) 5039-5043

Read More

Kombinasi Bahan Nano baru Memberi Kemajuan dalam Teknologi Inframerah

---

Sebuah kemajuan penting dilaporkan dalam artikel terbaru dalam jurnal Applied Physics Letters. Ia mendetail penemuan bagaimana fotodeteksi inframerah dapat dilakukan lebih efektif menggunakan bahan tertentu yang disusun dalam pola tertentu dalam struktur berskala atom.

 Ia dicapai dengan menggunakan lapisan bahan ultratipis jamak yang hanya beberapa nanometer tipisnya. Kristal terbentuk di tiap lapisan. Struktur lapisan ini kemudian dikombinasikan untuk membentuk apa yang disebut superlatis.

 Fotodetektor dibuat dari berbagai Kristal menyerap panjang gelombang berbeda cahaya dan mengubahnya menjadi sinyal listrik. Efisiensi konversi dicapai Kristal ini menentukan sensitivitas fotodetektor dan mutu deteksi yang diberikannya, jelas insinyur listrik Yong-Hang Zhang.

Sifat unik dari superlatis adalah panjang gelombang deteksinya dapat disetel dengan mengubah desain dan komposisi struktur lapisan. Penyusunan yang tepat pada bahan skala nano dalam struktur superlatis membantu meningkatkan sensitivitas detector inframerah, kata Zhang.

 Zhang adalah professor di Sekolah Teknik Listrik, Komputer, dan Energi, salah satu Sekolah Teknik ASU. Ia memimpin pekerjaan penelitian teknologi inframerah di Pusat Inovasi Fotonik ASU. Informasi lebih lanjut dapat diperoleh dari website   Optoelectronics Group tim ini.

Penelitian tambahan dalam bidang ini didukung oleh dana dari Kantor Penelitian Ilmiah Angkatan Udara dan sebuah  program Multidisciplinary University Research Initiative (MURI) yang dibuat oleh Kantor Penelitian Angkatan Darat AS. ASU adalah mitra dalam program yang dipimpin oleh Universitas Illonis di  Urbana-Champaign.

Program MURI memungkinkan kelompok Zhang untuk mempercepat karyanya dengan bekerja sama dengan David Smith, seorang professor jurusan Fisika di  College of Liberal Arts and Sciences ASU, dan Shane Johnson, peneliti senior di sekolah teknik ASU.

 Tim ini menggunakan kombinasi indium arsenide dan indium arsenide antimonida untuk membuat struktur superlatis. Kombinasi ini memungkinkan alat membangkitkan foto electron yang diperlukan untuk memberikan deteksi dan pencitraan sinyal inframerah, kata  Elizabeth Steenbergen, mahasiswa doctoral teknik listrik yang melakukan eksperimen pada bahan superlatis bekerjasama dengan   Army Research Lab.

“Dalam sebuah fotodetektor, cahaya menciptakan electron. Electron muncul dari fotodetektor sebagai arus listrik. Kita membaca besaran arus ini untuk mengukur intensitas cahaya inframerah,” katanya.

 “Dalam rantai ini, kita ingin semua electron dikumpulkan dari detector se-efisien mungkin. Namun kadang electron ini tersesat dalam alat dan tidak pernah terkumpulkan,” kata anggota tim   Orkun Cellek, seorang rekanan penelitian pascadoktoral teknik listrik.

 Zhang mengatakan kalau tim menggunakan bahan baru untuk mengurangi rugi-rugi optic dari electron yang terangsang, yang meningkatkan usia pembawa electron lebih dari 10 kali dari apa yang sudah dicapai oleh kombinasi bahan lain yang biasa digunakan dalam teknologi ini. Usia pembawa adalah parameter kunci yang membatasi efisiensi detector di masa lalu.

 Keuntungan lain adalah fotodetektor inframerah yang dibuat dari bahan superlatis ini tidak membutuhkan banyak pendinginan. Alat demikian didinginkan sebagai cara mengurangi jumlah arus yang tidak diinginkan dalam alat yang dapat mengubur sinyal listrik, kata Zhang.

 Kebutuhan untuk pendinginan sedikit mengurangi jumlah daya yang dibutuhkan untuk mengoperasikan fotodetektor, yang akan membuat alat ini lebih handal dan sistemnya lebih efektif biaya.

 Para peneliti mengatakan peningkatan masih dapat dilakukan dalam desain pelapisan struktur superlatis dan dalam mengembangkan desain alat yang akan memungkinkan kombinasi bahan baru untuk bekerja lebih efektif lagi.

 Kemajuan menjanjikan peningkatan segalanya dari persenjataan berpandu dan system mata-mata canggih hingga system keamanan rumah dan industry, penggunaan deteksi inframerah untuk pencitraan medis dan alat keamanan jalan untuk pengendaraan waktu malam dan saat badai pasir atau kabut tebal.

 “Anda akan mampu melihat hal-hal di depan anda di jalan raya lebih baik daripada dengan lampu depan,” kata Cellek.

Sumber berita:

Arizona State University.

Read More

Pengembangan Fiber Optik dari Zinc Selenide

PENNSYLVANIA

Zinc selenide (seng selenide) merupakan senyawa bercahaya warna kuning yang dapat digunakan sebagai semi konduktor.

- Sekelompok ilmuwan yang dipimpin oleh profesor kimia asal Penn State University, John Badding, mengembangkan fiber optik yang dibuat dari inti zinc selenide.

Senyawa ini dianggap sebagai serat optik teknologi baru yang memungkinkan manipulasi cahaya yang lebih efektif dan liberal.

Penemuan ini merupakan langkah yang menjanjikan untuk memiliki teknologi radar-laser yang serba guna.

Teknologi ini nantinya bisa diterapkan untuk pengembangan laser bedah dan medis, pengukuran target laser yang lebih baik untuk dunia militer, dan pengukuran supersensor di laser yang biasa digunakan untuk mengukur polusi danmendeteksi penyebaran bahan kimia bioteroris.

"Hampir menjadi hal yang klise untuk mengatakan bahwa serat optik adalah landasan era informasi modern," kata Badding.

"Serat panjang tipis yang berukuran tiga kali lipat rambut manusia ini dapat mengirimkan lebih dari satu terabyte informasi per detik, atau setara dengan 250 DVD. Namun tetap saja selalu ada cara untuk memperbaiki teknologi yang ada," ujar Badding yang juga menjelaskan bahwa serat optik-teknologi selalu dibatasi oleh penggunaan inti kaca.

"Kaca memiliki susunan serampangan dari atom," kata Badding.

"Sebaliknya, suatu zat kristal seperti selenide seng sangat mampu mendominasi. Dominasi itu memungkinkan cahaya dihantarkan melalui gelombang yang lebih panjang, khususnya yang berada di pertengahan inframerah," papar Badding.

Tidak seperti kaca silika, yang secara tradisional digunakan dalam serat optik, selenide seng adalah semikonduktor majemuk.

"Kami sudah mengetahui sejak lama bahwa selenide seng merupakan senyawa yang mampu memanipulasi cahaya dengan cara tidak bisa dilakukan oleh kaca silika," kata Badding.

"Kuncinya adalah untuk mendapatkan senyawa menjadi struktur serat, sesuatu yang belum pernah dilakukan sebelumnya,"

Para ilmuwan menemukan bahwa serat optik yang terbuat dari seng selenide bisa berguna dalam dua cara. Pertama, mereka mengamati bahwa serat baru ini lebih efisien dalam mengubah cahaya, dari satu warna ke warna lain.

"Ketika serat optik tradisional digunakan untuk penanda, layar, dan seni, itu tidak selalu mungkin untuk mendapatkan warna yang Anda inginkan," jelas Badding.

"Selenide Seng, menggunakan proses yang disebut konversi frekuensi nonlinier, lebih mampu mengubah warna," tambahnya.

Kedua, seiring dengan temuan yang dilakukan Badding dan timnya, mereka menemukan bahwa kelas serat baru yang disediakan lebih cakap, tidak hanya di spektrum yang terlihat tapi juga dalam spektrum infrared, radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang yang lebih besar ketimbang cahaya yang tampak.

"Pemanfaatan panjang gelombang ini menarik karena merupakan langkah menuju membuat serat yang dapat berfungsi sebagai laser inframerah," jelas Badding.

Misalnya, lanjut Badding, pihak militer saat ini menggunakan teknologi radar laser yang dapat menangani inframerah jarak dekat, atau berjarak 2 hingga 2.5-mikron. Sedangkan sebuah perangkat lain mampu menangani jarak inframerah yang lebih jauh, atau lebih dari 5-mikron dengan lebih akurat.

"Nah, serat fiber terbaru ini dapat mengirimkan panjang gelombang sampai 15 mikron," ujar Badding.

Badding juga menjelaskan bahwa deteksi polutan dan racun lingkungan bisa dijadikan sebagai fokus penerapan teknologi radar laser yang lebih baik dan mampu berinteraksi dengan cahaya dari panjang gelombang lebih besar.

"Molekul berbeda mampu menyerap cahaya dari panjang gelombang yang berbeda, misalnya, menyerap air, atau berhenti, cahaya pada panjang gelombang 2.6 mikron," kata Badding.

"Tapi molekul polutan tertentu atau zat beracun lainnya dapat menyerap cahaya dari panjang gelombang dengan waktu lebih lama. Jika kita bisa menghantarkan lebih dari panjang gelombang cahaya yang ada melalui atmosfer, maka kita dapat melihat apa zat di luar sana jauh lebih jelas."

Selain itu, Badding menyebutkan bahwa seng selenide serat optik juga dapat membuka jalan baru untuk penelitian yang dapat meningkatkan teknik bedah laser bantuan di dunia kedokteran, seperti operasi mata korektif.

Read More