Chip Penghantar Super yang akan Menjadi Kenyataan

Kebanyakan elemen kimia menjadi penghantar yang baik pada suhu rendah atau tekanan tinggi, tetapi sampai sekarang, seperti perunggu, perak, emas dan semikonduktor germanium, kesemuanya menolak super konduktifitas. Para ilmuwan pada pusat penelitian Forschungszentrum Dresden-Rossendorf (FZD) sekarang dapat memproduksi super penghantar germanium untuk pertama kalinya. Lebih lanjut, mereka dapat menguraikan beberapa misteri yang datang bersamaan dengan penghantar semikonduktor.

Superkonduktor merupakan zat yang mengantarkan listrik walaupun didinginkan pada suhu yang amat rendah. Semikonduktor, seperti silicon atau germanium, merupakan non – penghantar pada suhu yang rendah, tetapi mentransformasikan kedalam bahan penghantar setelah memberikan atom luar. Suatu metode penanaman (ions = atom – atom yang bermuatan) yang mana ions luar tersebut dilekatkan kedalam kisi – kisi kristal dari suatu semikonduktor. Untuk menghasilkan suatu penghantar semikonduktor yang baik, atom – atom luar sangatlah diperlukan, dan lebih baik daripada zat yang bisa menyerap. Pada FZD, contoh – contoh germanium diberikan sekitar enam gallium atom per 100 germanium atom. Dengan eksperimen – eksperimen tersebut, para ilmuwan dapat membuktikan secara tepat bahwa lapisan germanium yang diberikan yang ketebalannya hanya 60 nanometer menjadi super penghantar, dan tidak saja kelompok atom – atom luar yang dapat dengan mudah membentuk selama pemberian yang ekstrem.

Saat lapisan germanium rusak oleh penanaman ion, maka lapisan germanium harus segera diperbaiki. Fasilitas penyinaran lampu kilat telah dikembangkan pada FZD. Aplikasinya memperbolehkan untuk memperbaiki kisi – kisi kristal yang rusak dengan memanaskan secara cepat  bidang permukaan tersebut (dalam beberapa milidetik) sedangkan pendistribusian penambahan atom tetap dipertahankan.

Dari sudut pandang ilmiah, bahan baru ini sangat menjanjikan. Hal ini menunjukkan medan magnetic yang sangat kritis berkenaan dengan suhu dimana zat tersebut menjadi penghantar yang sangat baik. Pada kebanyakan bahan, super konduktifitas muncul hanya pada suhu yang amat rendah, sedikit diatas titik nol mutlak -273 derajat Celsius atau 0 derajat Kelvin. Pemberian gallium pada contoh germanium menjadi penghantar pada 0.5 derajat Kelvin; namun, para peneliti FZD mengharapkan kenaikan suhu lebih tinggi dengan merubah berbagai parameter selama penanaman atau penyinaran.

Para fisikawan sudah sekian lama mengidam – idamkan sebuah super penghantar semikonduktor,  sepertinya ada sedikit kesempatan terhadap semikonduktor germanium untuk menjadi penghantar yang baik. Germanium yang digunakan menjadi bahan transistor generasi pertama; mungkin tidak lama lagi akan digantikan dengan silikon, bahan yang sekarang ini digunakan untuk  microelectronic. Baru – baru ini, semiconductor “lama” berbahan germanium telah muncul lebih menarik, dibandingkan dengan silicon, pada sirkuit yang lebih cepat.

Bahkan para ahli percaya bahwa germanium dapat ditemukan kembali pada microelektronik dan nanoelektronik. Alasan  ini terletak pada fakta bahwa miniaturisasi pada industri microelectronic dengan menggunakan silicon telah berakhir. Saat ini, lapisan oksida  yang sangat tipis diperlukan untuk transistor, menurun pada tingkat dimana silicon oksida tidak bekerja dengan lebih baik lagi. Germanium sebagai suatu bahan baru untuk beberapa chip akan menghasilkan dua manfaat yang sangat besar: ini akan memudahkan keduanya memproses dengan cepat dan miniaturisasi lebih lanjut pada microelektronik dan nanoelectronic. Super penghantar germanium mungkin suatu saat bisa digunakan untuk  merealisasikan sirkuit bagi komputer terbaru.

Para ilmuwan pada Forschungszentrum Dresden-Rossendorf mengikuti suatu pendekatan sasaran saat mencari suatu super penghantar semiconductor. Disamping memberikannya dengan barium, yang telah menghasilkan pada super penghantar silicon dua tahun yang lalu di Perancis, para ilmuwan memilih gallium karena tingginya daya larut dalam germanium. Pada kebanyakan eksperimen sistematis mereka membuktikan bahwa super konduktifitas germanium dapat diproduksi kembali. Lebih lanjut, mereka mampu untuk menunjukkan bahwa transisi suhu dengan menandai mulainya super konduktifitas dapat dinaikkan dalam batas tertentu.

Pada masa mendatang, para ilmuwan pada dua institut FZD “Ion Beam Physics and Materials Research” dan “Dresden High Magnetic Field Laboratory” akan menggabungkan pemahaman mereka dengan maksud perbaikan sempurna yang berbeda ketimbang parameter kompleks untuk eksperimen lebih lanjut, selanjutnya mudah – mudahan menemukan lebih lanjut misteri mengenai super penghantar semiconductor.