Peneliti Mengembangkan Teknologi Fabrikasi Berlian yang Revolusioner
Para peneliti di HKU telah merancang metode yang cepat dan terukur untuk menghasilkan membran berlian ultra tipis, membuka aplikasi dalam bidang elektronik, fotonik, dan perangkat kuantum. Inovasi ini mengatasi tantangan fabrikasi tradisional, memanfaatkan sifat luar biasa berlian untuk teknologi generasi mendatang.
Sebuah tim peneliti yang dipimpin oleh Profesor Zhiqin Chu, Profesor Madya di bidang Teknik Listrik & Elektronik, dan Profesor Yuan Lin, Profesor Teknik Mesin di Universitas Hong Kong (HKU), telah mengembangkan metode revolusioner untuk memproduksi membran berlian yang sangat tipis dan sangat fleksibel. . Pekerjaan mereka merupakan kolaborasi dengan Profesor Kwai Hei Li dari Universitas Sains dan Teknologi Selatan dan Profesor Qi Wang dari Institut Opto-Elektronik Dongguan di Universitas Peking.
Membran berlian ini secara unik kompatibel dengan proses manufaktur semikonduktor saat ini, memungkinkan integrasinya ke dalam berbagai aplikasi, termasuk perangkat elektronik, fotonik, mekanik, akustik, dan kuantum.
Metode pengelupasan kulit tepi yang inovatif dari tim ini memungkinkan produksi membran berlian yang berdiri bebas secara cepat dan terukur. Teknik ini melampaui metode tradisional, yang biasanya mahal, memakan waktu, dan ukurannya terbatas. Khususnya, proses baru ini dapat menghasilkan wafer berlian berukuran dua inci hanya dalam 10 detik, yang menetapkan tolok ukur baru untuk efisiensi dan skalabilitas di lapangan.
Visi untuk Aplikasi Industri
Permukaan berlian ultra-datar ini, yang penting untuk manufaktur mikro dengan presisi tinggi, serta fleksibilitas membran, membuka kemungkinan baru bagi perangkat elektronik dan fotonik generasi berikutnya yang fleksibel dan dapat dipakai. Tim peneliti membayangkan aplikasi industri yang signifikan dalam bidang elektronik, fotonik, mekanik, termik, akustik, dan teknologi kuantum.
“Kami berharap dapat mempromosikan penggunaan membran berlian berkualitas tinggi di berbagai bidang, dan mengkomersialkan teknologi mutakhir ini serta menghadirkan membran berlian premium, sehingga menetapkan standar baru dalam industri semikonduktor. Kami sangat ingin berkolaborasi dengan akademisi dan mitra industri untuk membawa produk revolusioner ini ke pasar dan mempercepat datangnya era berlian,” tutup Profesor Chu.
Berlian, yang terkenal secara global sebagai batu permata berharga, memiliki keserbagunaan luar biasa dalam berbagai aplikasi ilmiah dan teknik. Mereka adalah bahan alami yang paling keras, memiliki konduktivitas termal yang tak tertandingi pada suhu kamar, mobilitas pembawa yang sangat tinggi, kekuatan kerusakan dielektrik, celah pita ultra lebar, dan transparansi optik mulai dari spektrum inframerah hingga ultraviolet dalam. Sifat luar biasa ini menjadikan berlian ideal untuk membuat perangkat elektronik canggih berkekuatan tinggi dan berfrekuensi tinggi, perangkat fotonik, dan penyebar panas untuk mendinginkan komponen elektronik berdensitas daya tinggi, seperti pada prosesor, laser semikonduktor, dan kendaraan listrik. Namun, sifat inert dan struktur kristal berlian yang kaku menimbulkan tantangan besar dalam fabrikasi dan produksi massal, khususnya untuk membran berlian ultra tipis dan berdiri bebas, sehingga membatasi penggunaannya secara luas.
Referensi: “Produksi membran berlian ultraflat dan ultrafleksibel yang terukur” oleh Jixiang Jing, Fuqiang Sun, Zhongqiang Wang, Linjie Ma, Yumeng Luo, Zhiyuan Du, Tianyu Zhang, Yicheng Wang, Feng Xu, Tongtong Zhang, Changsheng Chen, Xuhang Ma, Yang He, Ye Zhu, Huarui Sun, Xinqiang Wang, Yan Zhou, James Kit Hon Tsoi, Jörg Wrachtrup, Ngai Wong, Can Li, Dong-Keun Ki, Qi Wang, Kwai Hei Li, Yuan Lin dan Zhiqin Chu, 18 Desember 2024, Alam.
DOI: 10.1038/s41586-024-08218-x
