Buletin MRS-id Vol 1 No. 1

42
buletin volume 1 no. 1, jul-sep 2013 mrs-id.org EDISI PERDANA Pandu Gelombang Plasmon on-chip kilas riset topik hangat Field Effect Transistor Berbasis Colloidal Nanocrystals

description

Buletin MRS-id Vol 1 No. 1 Bulan Juli-September 2013

Transcript of Buletin MRS-id Vol 1 No. 1

Page 1: Buletin MRS-id Vol 1 No. 1

buletin

vo

lum

e 1

no

. 1, ju

l-sep

2013

mrs-id

.org

EDISI PERDANA

Pandu Gelombang Plasmon on-chip

kilas risettopik hangat

Field Effect Transistor Berbasis Colloidal Nanocrystals

Page 2: Buletin MRS-id Vol 1 No. 1

daftar isi

kata pengantar

topik hangat

Field Effect Transistor Berbasis Colloidal Nanocrystals

3

kilas riset

Koherensi Fonon di dalam Carbon Nanotube dan Graphene

8

Pengaruh Ion Plasma Pada Lapisan Tipis SrRuO3: Metal-Insulator Transition (MIT)

8

Penumbuhan nanostruktur ZnO di atas beberapa lembar graphene dengan metode hidrotermal

9

Teknologi Inkjet Printing Sebagai Teknologi Alternatif dalam Fabrikasi Terahertz Metamaterial

10

Demonstrasi Pandu Gelombang Plasmon on-chip berdasarkan platform silicon-on-insulator

11

Strategi untuk membentuk hollow silica nanoparticles tanpa keberadaan mesopore menggunakan peran dari colloidal surface charges, ketimbang surfaktan

12

Mencari “Jejak” Spin Inti 13

Pengontrolan konduktansi senyawa assimetrikdiarylethene dengan cahaya

14

Ambipolar Transistor dari Jejaring Carbon Nanotubes yang murni

15

tutorial

Simulasi Material dengan Quantum Espresso 17

serba-serbi

Ilmuwan Indonesia di Materials Research Society Meetings San Francisco 2013

28

Arah Penelitian Magnet Permanen di Indonesia dan Terbentuknya KonsorsiumMagnet

30

liputan

Liputan Konferensi Internasional “Nanotechnology Application in Energy and Environment (NAEE) 2012”

33

Padjadjaran International Physics Symposium (PIPS) 2013

34

Seminar Nasional Material 2013 35

buletin

agenda 37

keanggotaan 38

dewan redaksi

Liputan 8th Indonesian Zeolite Seminar 36

Pemimpin redaksi: Ferry Iskandar (Institut Teknologi Bandung) Staf editor: Satria Zulkarnaen Bisri (University of Groningen, Belanda), Rino Mukti (Institut Teknologi Bandung),

Miftakhul Huda (Gunma University, Jepang), Hadi Teguh Yudistira (Sungkyunkwan University, Korea Selatan) Tim desain: Dwi Prananto (Tohoku University, Jepang), Ikhtiar (University of Tsukuba, Jepang), Ahmad Ridwan

Nugraha (Tohoku University, Jepang)

Kredit gambar sampul: Landobasa Y. M. Tobing, Nanyang Technological University, Singapura

Page 3: Buletin MRS-id Vol 1 No. 1

kata pengantar

Himpunan Riset Material Indonesia, disingkat HRMI, atau dalam bahasa Inggris disebut

Materials Research Society of Indonesia, disingkat MRS-Id, didirikan pada tanggal 9 Juni

2008, dengan bermodalkan semangat membara untuk menjadi wadah berkumpulnya

komunitas riset bidang material di Indonesia sehingga bisa mengakselerasi pengembangan dan

pemanfaatan ilmu dan rekayasa bidang tersebut. Pendirian tersebut bertepatan dengan

penyelenggaraan Seminar Fungsionalisasi dan Karakterisasi Nanomaterial di Hotel Karang

Setra, Bandung.Secara legal, HRMI/MRS-Id telah disahkan dengan akte notaris No. 3, tanggal 1 Juli 2010.

Pengesahan dilakukan di kantor notaris Irma Rachmawati, SH, Jalan Dipati Ukur No 43

Bandung. Kegiatan organisasi ini mencakup seluruh wilayah Republik Indonesia serta

membuka kolaborasi dengan pihak luar negeri seluas-luasnya. Para pendiri HRMI atau MRS-Id

antara lain: Dr.Eng. Mikrajuddin Abdullah, Dr.Eng. Khairurrijal, Dr. Ferry Iskandar, Dr.

Camellia Panatarani, dan Dr. Euis Sustini. Sejak berdirinya, HRMI/MRS-Id telah menyelenggarakan pertemuan ilmiah secara rutin

baik yang bersifat nasional maupun internasional. Untuk yang berskala nasional, telah

diselenggarakan antara lain: Seminar Nasional Fungsionalisasi dan Karakterisasi Nanomaterial

(9 Juni 2008) di Hotel Karangsetra Bandung, Seminar Nasional Sains dan Teknologi Nano

Tanggal (3 Juni 2009) di Universitas Islam Bandung, Workshop Nanomaterial (29-30 Mei

2012) di ITB Bandung, dan Seminar Nasional Material (SNM) 2012 dan 2013 di ITB Bandung

(web: http://prosiding.papsi.org/index.php/SNM/index). Untuk kegiatan yang berskala

internasional, HRMI/MRS-Id telah mengadakan seri Nanoscience and Nanotechnology

Symposium (NNS) yang telah berlangsung sebanyak empat kali (2008, 2009, 2010 dan 2011),

yang terakhir berlangsung di Bali pada tahun 2011. Seri NNS berikutnya akan diadakan di

Surabaya pada bulan Oktober ini. Selain itu, HRMI/MRS-Id juga menjadi organizer seri Asian

Physics Symposium (APS) di Institut Teknologi Bandung pada Oktober 2011 dan 2012.

Kemudian pada September 2012 juga telah dilaksanakan Nanotechnology Applications for

Energy and Environment (NAEE) sebagai wujud untuk membawa lebih dekat lagi komunitas

riset material kepada aplikasi energi dan lingkungan. Selain itu, HRMI/MRS-Id juga menjadi

co-organizer dan co-sponsor dari beberapa pertemuan ilmiah lainnya pada bidang riset material

di Indonesia, untuk tahun ini seperti The 3rd ITB Catalysis Symposium di Bandung, 2-4

September 2013 (web: http://www.itbcatalysis.itb.ac.id/p/keynote-speaker.html),

International Conference on Advanced Materials Science & Technology (ICAMST 2013) di

Yogyakarta, 17-18 September 2013 (web: http://fismatel.fmipa.ugm.ac.id/icamst2013/), The

5th Nanoscience and Nanotechnology Symposium (NNS2013) di Surabaya, 23-25 Oktober

2013 (web: http://nns2013.itb.ac.id), Padjadjaran International Physics Symposium (PIPS

2013) di Bandung, 7-8 Mei 2013 dan Indonesian Zeolite Seminar di Bandung, 4-5 Juni 2013. Selama ini HRMI/MRS-Id telah berkembang dengan dana mandiri, termasuk penerbitan

Jurnal Nanosains & Nanoteknologi. Pelaksanaan seminar dan simposium utama seperti seri

SNM, NNS, dan NAEE juga dilakukan "hampir" tanpa dukungan dana dari pihak komersial.

Karena kami membangun himpunan ini bukan atas tendensi apa pun, melainkan atas keinginan

untuk ikut berkontribusi bagi pengembangan riset di bidang ini. Walaupun untuk di masa-masa

awal perjuangan ini, kadang harus merogoh kocek sendiri untuk menjalankan beberapa

program.

Dr.Eng. Mikrajuddin Abdullah. M.Si.Ketua HRMI/MRS-Id

buletin

1

Page 4: Buletin MRS-id Vol 1 No. 1

kata pengantarUntuk ke depannya, HRMI/MRS-Id ingin memosisikan diri lebih sejajar dengan himpunan

riset material atau materials research society di negara-negara lain, seperti MRS, E-MRS,

MRS-Japan, MRS-Singapore, dan lainnya. Serta diharapkan setelah HRMI/MRS-Id lebih

mapan untuk dapat bergabung ke dalam International Union of Materials Research Society

(IUMRS), sehingga hasil-hasil riset material di, dari, dan oleh orang Indonesia bisa lebih

dikenal dan kontributif kepada masyarakat luas di seluruh dunia. Oleh sebab itu, komunitas

riset material di Indonesia melalui HRMI/MRS-Id harus diperkuat, untuk saling bahu-

membahu dan berkomunikasi untuk meningkatkan taraf kemampuan saintifik yang lebih

tinggi. Buletin HRMI/MRS-Id yang terbit perdana ini akan menjadi sarana komunikasi bagi

insan-insan komunitas riset material Indonesia, baik yang sudah menjadi anggota HRMI/MRS-

Id, maupun yang belum menjadi anggota. Buletin ini akan terbit sebanyak empat kali tiap

tahunnya, sebagai pelengkap dari penerbitan-penerbitan lain HRMI/MRS-Id, seperti Jurnal

Nanosains & Nanoteknologi. Buletin ini berisi beberapa artikel yang bersifat topical review

untuk bidang-bidang riset material yang sedang hangat-hangatnya yang ditulis ilmuwan-

ilmuwan Indonesia. Selain itu, akan didapati juga highlight untuk publikasi-publikasi ilmiah di

jurnal internasional ber-impact factor tinggi yang ditulis ilmuwan-ilmuwan Indonesia baik

yang berada di dalam dan di luar negeri. Sehingga diharapkan ke depannya bisa terjadi cross-

citation antara ilmuwan Indonesia yang bergerak di bidang riset material. Selain itu akan

didapati artikel-artikel yang bersifat tutorial, berita kegiatan, dan info-info lain yang berguna

bagi komunitas riset material Indonesia dimanapun berada. Bagi yang ingin mendaftar menjadi anggota, silakan mengirim formulir aplikasi. Informasi

tentang kategori keanggotaan dapat dilihat pada buletin ini dan juga di website HRMI/MRS-Id

(www.mrs-id.org/en). HRMI/MRS-Id juga go to social media yaitu di facebook/mrsidn.hrmi,

dan juga di group linkedIn (http://www.linkedin.com/groups?gid=4827419), dimana calon

anggota b i sa mendaf ta r un tuk mendapatkan info te rk in i HRMI/MRS-Id .

Kami optimis riset material Indonesia bisa maju dan kontributif. Terima kasih.

Ketua HRMI/MRS-Id

Dr.Eng. Mikrajuddin Abdullah. M.Si.

Profesor Bidang Fisika Nanomaterial

KK Fisika Material Elektronik, FMIPA

Institut Teknologi Bandung

buletin

2

Page 5: Buletin MRS-id Vol 1 No. 1

3

topik hangat

Field Effect Transistor Berbasis Colloidal NanocrystalsMohamad Insan Nugraha dan Satria Zulkarnaen Bisri

1. Pendahuluan

Nanokristal semikonduktor inorganik banyak menarik

perhatian karena memiliki sifat-sifat baru yang menarik dan

berpotensi untuk diaplikasikan pada berbagai kegunaan

seperti solar cell, light-emitting device, photodetector, [1–6]transistor, dll . Munculnya sifat-sifat menarik tersebut

disebabkan oleh ukuran nanokristal yang sangat kecil (2-20

nm) sehingga terjadi fenomena quantum confinement pada [7]struktur energi elektronik material tersebut. Fenomena

quantum ini menyebabkan banyak sifat dari nanokristal

bergantung terhadap ukurannya, diantaranya pada sifat

elektronik dan sifat optiknya. Sebagai contoh, Gambar 1

menunjukkan bahwa spektrum warna yang diemisikan

berubah seiring dengan berubahnya ukuran nanokristal [8]tersebut . Hal tersebut disebabkan oleh karena melebarnya

Energy bandgap nanokristal disaat ukuran nanokristal

mengecil. Perubahan bandgap ini juga berpengaruh secara

signifikan juga terhadap sifat-sifat transpor elektroniknya.

Munculnya sifat-sifat menarik dan baru dalam nanokristal

menyebabkan material ini diaplikasikan dalam berbagai

bidang. Dalam lima tahun terakhir ini, penggunaan

nanokristal untuk mambangun devais sel surya sedang aktif

didalami. Salahsatunya adalah nanokristal berbasiskan

material Lead-chalcogenide (PbX). Bahkan dengan

menggunakan struktur devais sel surya yang sangat primitif, [1–3,9]efisiensi yang cukup tinggi (4-7%) bisa dicapai , apalagi

kedepannya dengan menggunakan struktur yang lebih

kompleks lagi. Dengan nanokristal

y a n g b e r b e n t u k k o l o i d ,

m e m u n g k i n k a n u n t u k

menghasilkan film melalui metode

y a n g c u k u p m u d a h y a i t u

menggunakan deposisi dari fasa

larutan (liquid phase synthesis)

seperti drop casting, dip coating,

dan spin coating. Metode-metode ini dikenal sebagai metode

yang mudah dan efisien. Selain itu, film yang terbuat dari

nanokristal juga tidak memerlukan proses annealing pada

suhu tinggi sehingga devais elektronik dapat difabrikasi

dengan harga yang lebih murah.

Di sisi lain, eksplorasi penggunaan nanokristal sebagai

material aktif pada devais field effect transistor (FET) masih

belum banyak. Padahal, nanokristal menjanjikan banyak hal

positif seperti proses yang mudah dan murah untuk membuat

FET, serta ada prospek bahwa mobilitas pembawa muatan di

nanokristal FET bisa cukup tinggi karena berasal dari material

anorganik. Juga sifatnya yang bergantung ukuran sehingga

diharapkan sifat elektronik yang bisa dikontrol pada transistor

tersebut yang pada akhirnya memberikan lebih banyak fungsi.

Walaupun material nanokristal sudah mulai ditemukan sejak

dua puluh tahun yang lalu, tetapi chemistry untuk sintesis

materialnya masih belum stabil, sehingga realibitasnya untuk

digunakan pada devais transpor elektron seperti transistor

masih belum bisa diandalkan, serta membuat investigasi sifat-

sifat fisis transpor material ini masih belum bisa dilakukan

dengan baik. Hanya baru-baru ini sajalah, proses chemistry

untuk material ini sudah bisa mulai reliabel terutama pada

material PbX.

Dalam nanokristal inorganik, sampai saat ini masih

menjadi pertanyaan besar apakah mobilitas pembawa

muatannya sebanding dengan material induknya sehingga

Zernike Institute for Advanced Materials, University of Groningen, Nijenborgh 4 Groningen 9747AG, Belanda. e-mail: [email protected], [email protected]

buletin|Vol. 1 No. 1|Juli-September 2013|mrs-id.org

Gambar1 Cahaya yang diemisikan oleh quantum dot CdSe/ZnS. Ukuran quantum dot bertambah dari ~2 nm sampai ~6 nm (kiri ke kanan). (Reprinted (adapted) with permission from Ref. 8. Copyright (2009) Elsevier)

Page 6: Buletin MRS-id Vol 1 No. 1

sehingga menyebabkan transistor yang dihasilkan

memiliki performa yang lebih baik. Apakah sifat dari

assembly nanokristal akan lebih dekat kepada material

induknya, atau lebih dekat kepada sifat material

semikonduktor organik mengingat masing-masing

nanokristal akan terkait dengan nanokristal lainnya

menggunakan jembatan molekuler (baik itu organik maupun

anorganik). Selain itu, seperti yang disebutkan di atas,

bergantungnya sifat nanokristal terhadap ukuran

memungkinkan untuk mengubah sifat transistor dengan

memvariasikan ukuran nanokristal. Dalam artikel ini, akan

dibahas perkembangan penelitian tentang FET berbasis

nanokristal inorganik. Dimulai dari bagaimana prinsip kerja

FET, sifat-sifat nanokristal, nanokristal inorganik dalam FET,

dan prospek nanokristal FET ke depan.

2. Prinsip Kerja Field-Effect Transistors

Selain banyak digunakan dalam beberapa aplikasi, FET

juga banyak digunakan untuk penelitian-penelitian

fundamental untuk meninjau mekanisme transpor intrinsik

dalam suatu material (semikonduktor, graphene, dll) karena

merupakan salah satu cara yang paling mudah. Gambar 2

menunjukkan skematik FET. Dalam FET, terdapat tiga

komponen penting yaitu injection electrodes (source and [10]drain), active semiconducting channel, dan Gate dielectric .

Gate digunakan untuk mengontrol aliran elektron atau hole

dengan menghasilkan atau menghilangkan saluran konduktif

(conductive channel) pada antarmuka material semikonduktor

dan gate dielectric, menggunakan prinsip kerja pada MOS

capacitor. Lapisan tipis insulator (dielektrik gate) yang biasa

digunakan antara lain SiO , HfO , Al O , dan juga polimer 2 2 2 3

seperti PMMA, Cytop, PDMS, polystyrene, dll. Ketika

tegangan diberikan pada gate, dihasilkan medan listrik dalam

saluran semikonduktor. Medan listrik ini menarik dan

mengakumulasi muatan listrik pada antarmuka lapisan

semikonduktor dan dielektrik gate. Bergantung pada keadaan

awal dan konsentrasi muatan pada saluran, muatan tambahan

dapat mengosongkan saluran transistor, meningkatkan

hambatan dalam transistor, atau meningkatkan arus yang

mengalir, serta menggeser level energi Fermi pada

semikonduktor tersebut. Oleh karenanya, teknik pada field-

effect transistor juga disebut sebagai teknik field-induced [11]doping pada material aktif tersebut .

Selain itu dalam FET, elektroda pada source dan drain

memegang peran penting. Elektroda yang digunakan harus

menghasilkan hambatan serendah mungkin (membentuk

kontak Ohmik). Jika hambatan yang dihasilkan besar, akan

terbentuk potential barrier antara elektroda dan saluran yang

akan menahan injeksi muatan. Hambatan kontak ini bersifat

lebih penting ketika panjang channel transistor kecil (berskala

mikrometer maupun nanometer) dan ketika transistor bekerja

pada tegangan rendah.

Respon arus yang mengalir dalam transistor terhadap

tegangan yang diberikan bergantung pada tipe muatan

mayoritas yang terdapat dalam saluran transistor. Jika

semikonduktor yang digunakan adalah tipe-n, tegangan gate

yang positif dapat mengakumulasikan elektron dalam saluran

sehingga transistor bisa mengalirkan arus elektron. Dan

sebaliknya jika diberikan tegangan gate yang negatif, maka

elektron akan ter-deplesi. Dalam FET, salah satu parameter

penting yaitu tegangan threshold (V ). Tegangan ini Th

menunjukkan tegangan dimana transistor dapat mulai

mengalirkan arus. Tengan threshold ini bergantung pada

beberapa parameter diantaranya yaitu adanya trapping states

yang harus diisi sebelum gate dapat menginduksi muatan

space charge yang dapat mengalir.

Untuk transistor t ipe-n, tegangan gate posit if

mengakumulasi elektron dalam saluran transistor membentuk

lapisan/saluran elektron. Ketika tegangan antara source dan

drain diberikan, elektron dapat mengalir dalam transistor

melalui saluran tersebut. Untuk transistor tipe-p, tegangan

gate negatif mengakumulasi hole dalam saluran transistor

membentuk lapisan/saluran hole. Ketika tegangan antara

source dan drain diberikan, hole dapat mengalir dalam

transistor melalui saluran tersebut.

4

topik hangat

buletin|Vol. 1 No. 1|Juli-September 2013|mrs-id.org

G a m b a r 2 Skematik field effect t rans is tor (FET) (Reprinted (adapted) wi th pe rmiss ion f r o m R e f . 7 . Copyright 2010 American Chemical Society).

Gambar 3 Kurva transfer FET (a) tipe-n, (b) tipe-p, dan (c) ambipolar dan (d) k u r v a k e l u a r a n d a l a m F E T . (Reprinted (adapted) with permission from Ref. 7. Copyright 2 0 1 0 A m e r i c a n Chemical Society)

Page 7: Buletin MRS-id Vol 1 No. 1

5

topik hangat

Selain pentingnya dua tipe semikonduktor yang

digunakan, ada beberapa material yang bisa membuat devais [12,13]FET bersifat ambipolar . Pada transistor tipe ambipolar,

elektron dan hole dapat mengalir secara bersamaan, Dimana

kedua pembawa muatan diinjeksikan dari elektrode yang

berlawanan kemudian saling mengalir berlawanan arah. FET

yang bersifat ambipolar sangat menjanjikan karena dapat

diaplikasikan untuk membangun rangkaian complementary

inverter yang jauh lebih compact dibandingkan teknologi saat

ini yang bergantung

pada transistor unipolar. Selain itu, keberadaan hole dan

elektron dalam waktu bersamaan di dalam kanal transistor

ambipolar memungkinkan kedua pembawa muatan tersebut

untuk saling bertemu, berekombinasi untuk menghasilkan

exciton dan mengemisikan cahaya. Sehingga ambipolar

transistor bisa juga bekerja sebagai ambipolar light-emitting [14–17]transistor , yang menggabungkan dua fungsi, yaitu fungsi

current switching yang dimiliki transistor dan juga

kemampuan untuk mengemisikan cahaya. Devais baru ini

dapat menjadi alat baru untuk menghubungkan proses

komputasi elektronik dan juga proses komputasi optika yang

baru-baru ini mulai berkembang. Selain itu, keberadaan

devais transistor ambipolar dan ambipolar light-emitting

transistor memungkinkan untuk meninjau sifat dan

mekanisme transpor hole dan elektron serta sifat

photophysics-nya dalam waktu bersamaan.

3. Nanocrystals dalam FET

Nanokristal adalah material kristal tunggal yang

memiliki ukuran nanometer seperti ditunjukkan oleh Gambar

5. Dikarenakan ukurannya yang sangat kecil, terjadi

pengurungan (quantum confinement) fungsi gelombang

elektron dan hole yang menyebabkan adanya diskritisasi

energi elektron dan hole. Salah satu dampak penting dari

quantum confinement ini yaitu adanya hubungan antara

struktur elektronik dan ukuran nanokristal. Dalam

semikonduktor, hal ini menyebabkan keadaan elektron dan

hole dapat diatur dengan mengubah ukuran nanokristal. Selain

itu, pada umumnya untuk menjaga nanokristal agar tetap

bersifat stabil dan juga supaya dapat dilarutkan diperlukan

molekul ligandd yang melindungi permukaan nanokristal.

Kontrol yang baik terhadap permukaan nanokristal dapat

menghilangkan midgap states yang disebabkan oleh atom

yang tidak berikatan di permukaan (dangling bond). Hal

tersebut menyebabkan berkurangnya kemungkinan terjadinya

carrier trapping dan rekombinasi nonradiatif sehingga

efisiensi quantum dari sifat luminescence nanokristal [7]semikonduktor meningkat (>80%) .

Dengan menggunakan nanokristal semikonduktor,

diharapkan transistor yang dihasilkan memiliki performa

yang baik dengan nilai mobilitas elektron dan hole yang cukup

tinggi. Selain itu, dengan menggunakan nanokristal dalam

FET memungkinkan dihasilkannya transistor melalui metode

spin coating, inkjet printing, dip coating pada substrat plastik

yang fleksibel, proses suhu rendah, dan lain-lain. Kemudian,

seperti yang disebutkan di atas, bergantungnya sifat

nanokristal terhadap ukuran menjanjikan hal positif yaitu

memungkinkan dihasilkannya transistor berbasis nanokristal

yang dapat diatur sifat dan performanya dengan mengubah

ukuran nanokristal.

Namun, seperti yang disebutkan di atas, nanokristal

menggunakan ligand agar tetap bersifat stabil. Akan tetapi

karena pada umumnya ligand bersifat isolator, ligand dapat

mengurangi transfer muatan antar nanokristal sehingga pada

aplikasinya menyebabkan transistor yang dihasilkan memiliki

mobilitas yang rendah. Oleh karena itu, ligand yang lebih

pendek, tapi tetap dapat menjaga stabilitas nanokristal dan

tidak menghambat transfer muatan antar nanokristal adalah

salah satu faktor penting.

Pada tahun 2005, transistor pertama berbasis nanokristal [18]PbSe berhasil dibuat . Umumnya, ligand yang digunakan

adalah oleic acid, karena memudahkan untuk melarutkan

nanocrystal pada pelarut organik. Akan tetapi, molekul ligand

ini sangat panjang sehingga transistor yang dihasilkan tidak

buletin|Vol. 1 No. 1|Juli-September 2013|mrs-id.org

Gambar 4 Beberapa koloid nanokristal semikonduktor (Reprinted (adapted) with permission from Ref. 7. Copyright 2010 American Chemical Society)

Page 8: Buletin MRS-id Vol 1 No. 1

6

topik hangat

bekerja. Namun setelah oleic acid diganti oleh hydrazine

dengan merendam film nanokristal ke dalam larutan 1 M N H 2 4

dalam acetonitrile, jarak antar nanokristal berkurang dari ~1.2

nm menjadi ~0.4 nm. Hal ini meningkatkan konduktivitas film

nanokristal PbSe sebesar 10 orde. Setelah ditambahkan

hydrazine, transistor bersifat tipe-n dengan rasio arus on/off 3 2 -1 -1sebesar ~2.5 x 10 untuk PbSe FET dan mobilitas 0.4 cm V s

2 -1 -1(linear) dan 0.7 cm V s (saturasi). Ketika hydrazine

dihilangkan, transistor berubah menjadi bersifat ambipolar

dan menjadi tipe-p ketika seluruh hydrazine dihilangkan. FET

bertipe-p yang dihasilkan meniliki mobilitas hole 0.12-0.18 2 -1 -1 2cm V s dan rasio on/off 10 . Hasil ini menunjukkan bahwa

sifat transistor dapat diatur dengan memberikan perlakuan

secara kimia.

Perlakuan kimia dengan memberikan hydrazine juga telah

berhasil diaplikasikan pada transistor berbasis nanokristal [19]PbTe . Setelah perlakuan tersebut, mobilitas elektron dan

hole di daerah linear masing-masing yaitu ~0.95 dan ~0.15 2 -1 -1cm V s . Selain PbTe, pemberian hydrazine menyebabkan

transistor berbasis nanokristal PbS memiliki mobilitas ~0.08 2 -1 -1 2 -1 -1cm V s di daerah linear dan 0.12 cm V s di daerah saturasi.

Selain itu, transistor yang dihasilkan menunjukkan tipe-n.

Akan tetapi, hydrazine adalah molekul yang tidak stabil serta

berbahaya.

Beberapa penelitian lain menunjukkan bahwa penggunaan

berbagai molekul ligand yang berbeda dapat meningkatkan

sifat transistor yang dihasilkan. Sebagai contoh, transistor -5 2 -1 -berbasis nanokristal PbS memiliki mobilitas 3.8 x 10 cm V s

1 -5 2 -1 -1 dan 1.8 x 10 cm V s masing-masing untuk hole dan [1]elektron setelah menggunakan benzenedithiol (BDT) .

Kemudian, mobilitas hole dan elektron meningkat menjadi 1.7 -3 2 -1 -1 -4 2 -1 -1x 10 cm V s dan 2.3 x 10 cm V s setelah menggunakan

ethanedithiol (EDT). Selain itu, mobilitas hole dan elektron -3 2 -1 -1 -2juga meningkat menjadi 2.7 x 10 cm V s dan 1.4 x 10

2 -1 -1cm V s setelah menggunakan 3-mercaptoprepionic acid

(3MPA). Gambar 6(a) menunjukkan kurva transfer transistor

berbasis nanokristal PbS dengan menggunakan beberapa [20]ligand . PbS nanokristal yang digunakan adalah sama, yaitu

memiliki ukuran 3.6 nm. Pada Gambar 6(a) ditunjukkan

bahwa transistor yang menggunakan BDT memiliki arus drain

terendah dan akumulasi elektron yang lebih baik daripada

akumulasi hole. Pada transistor yang menggunakan EDT,

akumulasi elektron berkurang walaupun memiliki arus drain

yang lebih besar daripada transistor yang menggunakan BDT.

Sedangkan pada transistor yang menggunakan 3MPA,

ditunjukkan adanya keseimbangan antara akumulasi hole dan

elektron dengan arus drain tertinggi namun dengan nilai rasio

on/off terendah.

Penggunaan gate oksida yang lebih tipis atau mengganti

SiO dengan material yang memiliki konstanta dielektrik yang 2

tinggi (high-k dielectric material) seperti HfO dapat 2

mengurangi tegangan kerja transistor. Kim dkk melaporkan [21]transistor berbasis nanokristal HgTe . Mereka mendapatkan

mobilitas yang tinggi pada tegangan gate yang rendah dengan

menggunakan high-k dielectric material. FET berbasis HgTe

dengan menggunakan bottom gate SiO 300 nm (ε ≈ 3.9) 2

bersifat tipe-p dengan mobilitas, rasio on/off, dan V masing-Th

2 -1 -1 3masing yaitu 0.82 cm V s , 10 , dan 7.7 V. Namun dengan

menggunakan material dengan konstanta dielektrik tinggi, 60

nm Al O (ε ≈ 8.6), transistor bekerja pada tegangan yang lebih 2 3

rendah. Transistor dengan struktur top gate tersebut memiliki 2rasio on/off dan V masing-masing yaitu 2 x 10 dan -2.2 V Th

2 -1 -1dengan mobilitas ~2.38 cm V s . Selain itu, Kim dkk juga

melaporkan FET berbasis nanokristal HgTe dengan tipe-p

yang dibuat di atas substrat kaca dan plastik. Di atas kaca, 2 -1 -1 2 -1 -1mobilitas hole yaitu 1.06 cm V s (saturasi) dan 0.55 cm V s

(linear). Sedangkan rasio on/off dan V masing-masing yaitu Th

3~10 dan 0.2 V. Mobilitas hole pada nanokristal ini yang dibuat 2 -1 -1di atas substrat plastik polyethersulfone yaitu 1.20 cm V s

3(linear) dengan rasio on/off dan V masing-masing 10 dan -Th

3.0 V

buletin|Vol. 1 No. 1|Juli-September 2013|mrs-id.org

Gambar 5 (a) Kurva transfer transistor berbasis nanokristal PbS dengan menggunakan beberapa jenis ligand, (b) proses fabrikasi transistor dengan menggunakan metode spin coating, dan (c) struktur transistor yang digunakan. (Reprinted (adapted) with permission from Ref. 20. Copyright (2013) Wiley VCH)

Page 9: Buletin MRS-id Vol 1 No. 1

7

topik hangat

5. Prospek Riset Nanokristal FET ke Depan

Tantangan terbesar bagi riset transistor nanokristal adalah

bagaimana mendapatkan mobilitas yang sangat besar, seperti

potensinya yang terdapat di material anorganik sembari

menjaga keunikan sifat quantum confinement yang dimiliki

material ini. Berbagai usaha dikeluarkan untuk meningkatkan

mobilitas elektron atau hole dalam FET berbasis nanokristal.

Salah satu masalah dalam FET berbasis nanokristal yaitu

adanya dangling bond yang menyebabkan terbentuknya trap [22]states . Trap states ini mengakibatkan tegangan operasi FET

menjadi sangat tinggi. Baru-baru ini dikenal suatu metode

baru untuk mencapai tujuan tersebut, yaitu dengan [23–25]menggunakan ionic liquid gating . Ionic liquid digunakan

untuk menggantikan SiO sebagai material dielektrik. Ketika 2

tegangan gate diberikan pada ionic liquid, akan terbentuk

nanokapasitor antara elektroda gate dan ionic liquid. Hal ini

menyebabkan ionic liquid dapat mengakumulasi muatan

dengan konsentrasi yang tinggi (kapasitansi sangat tinggi).

Muatan dengan konsentrasi yang tinggi ini dapat mengisi trap

states pada permukaan nanokristal sehingga tegangan operasi

FET menjadi lebih rendah.

Gambar 6 menunjukkan karakteristik I-V PbS FET dengan

menggunakan ion gel berbasis ionic liquid 1-ethyl-3-

methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide

([EMIM][TFSI]). Ion gel terbentuk dengan mendispersikan

ionic liquid ke dalam polymer yang sudah di-crosslinking

sehingga didapati padatan yang memiliki konduktivitas ionic [26,27]seperti halnya ionic liquid . Seperti yang disebutkan di

atas, dengan menggunakan ligand 3MPA mobilitas hole dan -3 2 -1 -1elektron juga meningkat menjadi 2.7 x 10 cm V s dan 1.4 x

-2 2 -1 -110 cm V s . Dengan menggunakan ionic liquid, mobilitas

elektron dan hole masing-masing meningkat menjadi 1.91

2 -1 -1 2 -1 -1 [20]cm V s dan 0.15 cm V s . Selain itu, peningkatan

mobilitas yang tinggi dapat dicapai hanya dengan

menggunakan tegangan yang sangat rendah (V<1.5 V). Oleh

karena itu, ionic liquid gating merupakan sebuah metode baru

yang menjanjikan karena selain dapat meningkatkan

mobilitas muatan dalam transistor, menyebabkan tegangan

kerja transistor menjadi sangat rendah. Penelitian tentang

penggunaan ionic liquid gating dalam nanokristal FET masih

pada tahapan awal dan perlu dilakukan lebih lanjut untuk

meningkatkan kinerja berbagai nanokristal FET. Selain itu,

tingginya konsentrasi muatan yang dapat diakumulasikan

oleh ionic liquid membuka jalan ke daerah baru dalam

penelitian mengenai sifat fundamental nanokristal itu sendiri

yaitu fenomena yang bisa terjadi pada nanokristal dengan

konsentrasi muatan tinggi (high carrier concentration

phenomena). Pertanyaan-pertanyaan yang akan timbul di

masa yang akan mendatang antara lain: (i) apakah kita bisa

mengisi level energi subband yang lebih tinggi pada

nanokristal sebagai efek dari quantum confinement, dan

bagaimana memanfaatkannya? (ii) apakah proses transpor

muatan di thin film nanokristal bersifat sebagai transpor difusi

band-like atau transpor hopping ? dan berapa tinggi mobilitas

ultimate dari sistem ini? (iii) untuk material nanokristal [11,28]tertentu, bisakah terjadi electronic phase transition jika

material ini didoping oleh jumlah pembawa muatan yang

sangat besar? (iv) bagaimana korelasi antara mekanisme

transpor elektron di nanokristal dengan pemanfaatan [29]fenomena multiple exciton generation , yang merupakan

salahsatu potensi dari material nanokristal untuk aplikasinya

di sel surya yang sangat efisien?Referensi[1] K. Szendrei, et al, Appl. Phys. Lett. 2010, 97, 351806.

[2] K. Szendrei, et al, Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 1598–1605.

[3] A. H. Ip, et al, Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 577–582.

[4] K. Szendrei, et al., Adv. Mater. 2009, 21, DOI 10.1002/adma.200801752.

[5] T. Rauch, et al, Nat. Photonics 2009, 3, 332–336.

[6] L. Sun, et al, Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 369–373.

[7] D. V. Talapin, et al, Chem. Rev. 2010, 110, 389–458.

[8] N. Tomczak, et al, Prog. Polym. Sci. 2009, 34, 393–430.

[9] C. Piliego, S. Z. Bisri, et al, Energy & Environmental Science, 2013 in press.

[10] S. M. Sze, K. K. Ng, Physics of Semiconductor Devices, John Wiley & Sons, 1999.

[11] C. H. Ahn, et al, Rev. Mod. Phys. 2006, 78, 1185–1212.

[12] F. Dinelli, et al, Adv. Mater. 2006, 18, 1416–+.

[13] J. Zaumseil, H. Sirringhaus, Chem. Rev. 2007, 107, 1296–1323.

[14] C. Rost, et al, Appl. Phys. Lett. 2004, 85, 1613–1615.

[15] J. Zaumseil, et al, Nat. Mater. 2006, 5, 69–74.

[16] S. Z. Bisri, et al, Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 1728–1735.

[17] S. Z. Bisri, et al, Adv. Mater. 2011, 23, 2753–2758.

[18] D. V. Talapin, C. B. Murray, Science 2005, 310, 86–89.

[19] J. J. Urban, et al, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 3248–3255.

[20] S. Z. Bisri, et al, Adv. Mater. 2013, doi: adma.201205041

[21] H. Kim, et al, Appl. Phys. Lett. 2006, 89, 173107–173107–3.

[22] M. Saba, et al, ACS Nano 2012, DOI 10.1021/nn305031k.

[23] H. Yuan, et al, Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 1046–1053.

[24] R. Misra, et al, Appl. Phys. Lett. 2007, 90, 052905–052905–3.

[25] H. Y. Hwang, et al, Nat. Mater. 2012, 11, 103–113.

[26] S. H. Kim, et al., Adv. Mater. 2012, n/a–n/a.

[27] K. H. Lee, et al., Adv. Mater. 2012, 24, 4457–4462.

[28] H. Y. Hwang, et al., Nat. Mater. 2012, 11, 103–113.

[29] O. E. Semonin, et al., Science 2011, 334, 1530–1533.

buletin|Vol. 1 No. 1|Juli-September 2013|mrs-id.org

Gambar 6 (a) Kurva keluaran PbS FET dengan menggunakan ion gel berbasis ionic liquid [EMIM][TFSI]. (b) perbadingan kurva transfer dengan menggunakan dielektrik SiO2 dan ion gel berbasis ionic liquid [EMIM][TFSI].

Page 10: Buletin MRS-id Vol 1 No. 1

8

kilas riset

Fonon merupakan keadaan kuantum dari getaran atom-

atom di dalam suatu kristal. Pergerakan atom pada dasarnya

terjadi dengan fase yang acak antara satu atom dengan atom

lainnya. Akan tetapi, jika suatu pulsa laser diberikan pada

material dengan orde waktu yang sangat singkat (misalnya

femtosekon, 10-15 s), atom-atom di dalam kristal tersebut

dapat bergerak seiringan secara koheren dengan fase yang

sama. Getaran ini terkait dengan pembangkitan fonon yang

koheren (coherent phonon) sebagai hasil dari relaksasi

pembawa muatan (elektron) yang tereksitasi ke pita konduksi

yang kemudian berinteraksi dengan kisi-kisi kristal melalui

interaksi elektron-fonon. Fonon yang koheren memenuhi

persamaan osilator harmonik terkendali (driven harmonic

oscillator).Carbon nanotube (CNT) dan graphene nanoribbon (GNR)

dikenal memiliki sifat optoelektronik yang unggul

berdasarkan struktur satu dimensinya. Selain itu, CNT dan

GNR memiliki beberapa mode getaran yang terkait langsung

dengan perubahan ukuran celah pita (bandgap) sehingga sifat

elektroniknya dapat langsung dimodulasi. Mode getaran

tersebut adalah RBM (radial breathing mode), yaitu getaran

CNT pada arah diameter, dan RBLM (radial breathing like

mode), yaitu getaran GNR pada arah lebarnya. Hal yang menarik dari mode RBM dan RBLM yang

terbangkitkan secara koheren adalah respon awal dari material

CNT dan GNR terhadap sinar laser yang diberikan. Baik CNT

atau GNR dapat sama-sama memperbesar maupun

memperkecil nilai diameter atau lebarnya masing-masing.

Respon awal diameter CNT dan lebar GNR ini secara unik

dapat diprediksi apakah akan lebih dulu melakukan ekspansi

(memperbesar diameter CNT / lebar GNR) atau lebih dulu

melakukan kontraksi (memperkecil diameter CNT / lebar

GNR).Prediksi tersebut dibuat melalui penerapan effective mass

theory untuk menghitung nilai interaksi elektron-fonon. Dari

hasil perhitungan diketahui bahwa gaya yang menjadi sumber

getaran fonon koheren ini dapat bernilai positif (> 0) atau

negatif (< 0) tergantung pada jenis struktur spesifik CNT

(armchair / zigzag / chiral) dan GNR (armchair / zigzag), serta

tergantung pula pada nilai energi laser yang diberikan pada

material. Menariknya lagi, nilai positif atau negatif dari gaya

sumber getaran tersebut disebabkan nilai matriks elemen

interaksi elektron-fonon pada CNT dan GNR dapat bernilai

positif dan negatif. Kejadian ini tidak ditemukan di material

semikonduktor lain pada umumnya yang hanya memiliki nilai

interaksi elektron-fonon yang positif. Ke depannya, sifat

fonon yang koheren di dalam material CNT dan GNR

merupakan potensi besar untuk diaplikasikan sebagai osilator

berkecepatan THz. Oleh karena itu, pengetahuan mengenai

respon awal material CNT dan GNR terhadap paparan laser

dalam orde femtosekon menjadi sangat penting.A. R. T. Nugraha

Link fu l l paper : h t tp : / / iopscience . iop .org/0953-

8984/25/14/144201/ Kontak penulis: [email protected]

Koherensi Fonon di dalam Carbon Nanotube dan GrapheneG. D. Sanders, A. R. T. Nugraha, K. Sato, J.-H. Kim, J. Kono, R. Saito, C. J. Stanton, “Theory of coherent phonons in carbon nanotubes and graphene nanoribbons” J. Phys. Cond. Mat. 25, 144201 (2013), University of Florida, USA; Tohoku University, Japan; Rice University, USA

Metal-insulator transition (MIT) adalah suatu fenomena

dimana suatu material dapat mengalami perubahan tingkat

konduktivitas yang cukup tinggi (103 S/m).  Bahasa

awamnya, ada material tertentu yang bisa mengalami

perubahan sifat dari insulator menjadi logam. MIT dapat

disebabkan oleh beberapa faktor baik faktor internal (yang

berasal dari sifat intinsik material itu sendiri) maupun faktor

eksternal (yang berasal dari lingkungan luar yang

mempengaruhi sifat material tersebut). SrRuO3 merupakan

salah satu material dari kelompok ruthenates (Ru),

Srn+1RunO3n+1 yang memiliki aplikasi yang luas dalam

teknologi lapisan tipis. SrRuO3 memiliki sifat ferromagnetik

yang berbeda pada suhu rendah (2 K < T < TC) dan pada suhu

tinggi (T > TC), lihat gambar 1(a). Hal ini disebabkan karena

perbedaan re-orientasi spin elektron Ru 4d: (i) pada suhu

rendah, nilai saturasi magnetiknya (MS) 1.4 B/Ru; (ii) pada

suhu tinggi, MS 2 B/Ru. Selain memiliki sifat magnetik yang

unik, SrRuO3 juga memiliki sifat konduktivitas yang baik,

sehingga dapat digunakan sebagai elektroda dalam aplikasi

devais nano teknologi yang berbasis oxide perovskite

Pengaruh Ion Plasma Pada Lapisan Tipis SrRuO3: Metal-Insulator Transition (MIT)F. Kurnia, O. T. Tambunan, B. W. Lee, J. Choi, J. Cho, B. H. Park, S.-B. Shim, J. Kim, J.-Y. Park, dan C. U. Jung “The Effect of Plasma Treatment on the Physical Properties of SrRuO3 Films on SrTiO3 Substrate” J. Phys. Soc. Jpn 82 (2013) 013706, Hankuk University of Foreign Studies, Korea Selatan; Kwangwoon University, Korea Selatan; Konkuk University, Korea Selatan; Korea Research Institute of Standards and Science, Korea Selatan; Ajou University, Korea Selatan.

buletin|Vol. 1 No. 1|Juli-September 2013|mrs-id.org

Page 11: Buletin MRS-id Vol 1 No. 1

9

kilas riset

material. Pada kesempatan ini, kami mempelajari sifat dari lapisan

tipis SrRuO3 yang ditumbuhkan secara koheren (c-axis-

oriented) di atas SrTiO3 (001) dengan menggunakan teknik

pulsed laser deposition (PLD). Lapisan tipis SrRuO3 ini

kemudian ditempatkan di dalam ruang plasma (plasma

chamber) dengan menggunakan gas O2 dan H2 yang bersifat

sebagai pertubasi eksternal yang dapat mempengaruhi sifat

fisis dari SrRuO3 material, lihat gambar 1(b). Kami

mengamati terjadinya fenomena MIT pada sampel yang telah

dipengaruhi oleh ion-ion plasma (terutama gas H2). Nilai

konduktivitas SrRuO3 jatuh hingga 100 kali lebih rendah dari

nilai konduktivitas awalnya. Perubahan nilai konduktivitas ini

disertai dengan perubahan nilai konsentrasi dari oxygen

vacancy yang dapat diamati dengan pergeseran posisi peak

SrRuO3 pada data X-ray diffraction. Hasil ini memperlihatkan

suatu perubahan sifat fisis dari material SrRuO3 yang

diakibatkan oleh faktor eksternal, dimana konsentrasi oxygen

vacancy dapat dipengaruhi oleh ion-ion plasma.F. Kurnia

Link full paper: http://jpsj.ipap.jp/link?JPSJ/82/013706/ Kontak penulis: [email protected]

Gambar 1. (a) Perubahan sifat konduktivitas SrRuO3. TC 150 K sebagai temperatur Curie; (b) Lapisan tipis SrRuO3 yang dipengaruhi oleh ion-ion plasma (O2 dan H2).

Artikel ini mendeskripsikan penumbuhan nanostruktur

ZnO di atas beberapa lembar graphene dengan menggunakan

metode hidrotermal dan disertai dengan analisa struktur kristal

nano dan sifat optik dari ZnO tersebut. Proses penumbuhan

nanostruktur ZnO ini dilakukan secara langsung di atas

beberapa lembar grafin tanpa menggunakan seed atau buffer

layer dengan metode yang sangat mudah, yaitu metode

hidrotermal. Keunggulan metode hidrotermal ini adalah biaya

produksi yang rendah dan prosesnya menggunakan otemperatur rendah (< 100 C), sehingga cocok digunakan

untuk memproduksi piranti optoelektronik yang transparan

dan fleksibel.Selain itu, artikel ini juga mendeskripsikan kemampuan

untuk mengontrol dimensi/ukuran, kerapatan, serta morfologi

nanostruktur ZnO tersebut dengan memvariasikan beberapa

parameter penumbuhan, seperti temperatur penumbuhan,

molaritas larutan, serta derajat keasaman (pH) larutan.

Perubahan nanodisk menjadi nanorod, misalnya, dapat diatur

dengan mengubah temperatur penumbuhan. Sedangkan

nanoflower dapat dihasilkan dengan mengubah derajat

keasaman larutan (pH). Selanjutnya, struktur kristal dan sifat optik ZnO ini pun

dipelajari dengan menggunakan transmission electron

microscope (TEM) dan pengukuran sifat photoluminescence

beserta electroluminescence-nya. Hasil pengamatan struktur

Penumbuhan nanostruktur ZnO di atas beberapa lembar graphene dengan metode hidrotermal

1 2 3 3 3 2Y-J. Kim , Hadiyawarman , A. Yoon , M. Kim , G-C. Yi , C. Liu , “Hydrothermally grown ZnO nanostructures on few-layer graphene sheets” Nanotechnology 22 (2011) 245603, 1 2 3Pohang University of Science and Technology, Hankuk University of Foreign Studies, Seoul National University

Gambar 1. Nanostruktur ZnO hanya tumbuh pada permukaan grafin, tidak pada permukaan SiO2.

buletin|Vol. 1 No. 1|Juli-September 2013|mrs-id.org

Page 12: Buletin MRS-id Vol 1 No. 1

kristal ZnO menggunakan TEM menunjukkan bahwa

nanostruktur ZnO yang dihasilkan dengan menggunakan

metode hidrotermal bersuhu rendah ini adalah kristal tunggal

sempurna tanpa dijumpai adanya cacat/defect. Lebih lanjut

hal ini juga dikonfirmasi oleh hasi l pengukuran

photoluminescence dan electroluminescence. Dari kedua

pengukuran tersebut diperoleh data bahwa spektrum yang

dihasilkan dari nanostruktur ZnO didominasi oleh excitonic

emission dan tanpa disertai deep-level emission yang

merupakan ciri emisi yang berasal dari cacat kristal atau

defect. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa nanostruktur

ZnO yang memiliki struktur single kristal dan sifat optik yang

sangat baik untuk keperluan piranti optoelektronik yang

transparan dan fleksibel, dapat dihasilkan dengan

menggunakan metode yang sederhana.Hadiyawarman

Link full paper : h t t p : / / i o p s c i e n c e . i o p . o rg / 0 9 5 7 -

4484/22/24/245603/ Kontak penulis : [email protected]

Saat ini banyak para peneliti melakukan penelitian untuk

menginvestigasi sifat gelombang elektromagnetik pada

metamaterial. Metamaterial adalah struktur material yang

dapat memanipulasi gelombang elektromagnetik sehingga

metamaterial ini bisa memiliki index bias negatif atau nilai

index bias yang sangat tinggi, bergantung strukturnya.

Sehingga bisa didapati “material yang tidak kelihatan pada

panjang gelombang tertentu. Sifat-sifat tersebut tidak dimiliki

oleh material yang dijumpai di alam semesta. Terahertz

metamaterial memiliki keterbatasan dibandingkan

metamaterial yang aktif pada frekuensi gelombang optik

visibel dan gelombang mikro. Keterbatasan ini dikarenakan

oleh sulitnya dalam pendeteksian terahertz metamaterial. Saat

ini ada beberapa teknologi fabrikasi yang berkembang untuk

pembuatan terahertz metamaterial. Kondisi terkini, fleksibel

absorber terahertz metamaterial untuk aplikasi pesawat

si luman dan metamaterial

dengan refractive index yang

tinggi telah didemonstrasikan.Hal yang terpenting dalam

metamaterial adalah desain unit

cell harus lebih kecil daripada

panjang gelombang gelombang

e l e k t r o m a g n e t i k . U n t u k

terahertz metamaterial ukuran

unit cell nya adalah sekitar sub

micron. Metamaterial dapat

diperhatikan sebagai media

y a n g h o m o g e n u n t u k

gelombang elektromagnetik.

Struktur unit metal cell pada

permukaan metamaterial dapat

memberikan respon medan

listrik dan respon medan magnet sesuai dengan yang kita

harapkan dengan mengatur desain struktur unit cell tersebut. Dalam kehidupan sehari-hari, terahertz metamaterial

biasanya difabrikasi dengan menggunakan photo-lithography,

electron-beam lithography (EBL), focused ion beams (FIB)

writing, dan electron-beam evaporation. Diantara semua

teknologi fabrikasi yang digunakan, photolithography

merupakan teknologi fabrikasi yang sering digunakan untuk

fabrikasi terahertz metamaterial. Photolithography

membutuhkan mask untuk membuat struktur yang bagus dan

kecil, sedangkan EBL dan FIB tidak membutuhkan mask

untuk membuat struktur yang bagus dan kecil. Semua

teknologi tersebut membutuhkan biaya yang tinggi dan

perawatan peralatan yang kompleks. Metode FIB dapat

merusak dan memberikan kontaminasi pada permukaan

sampel. Isu yang paling utama dalam proses fabrikasi

Teknologi Inkjet Printing Sebagai Teknologi Alternatif dalam Fabrikasi Terahertz MetamaterialH. T. Yudistira, V. D. Nguyen, S. B. Q. Tran, T. S. Kang, J. K. Park, D. Byun, “Retreat behavior of a charged droplet for electrohydrodynamic inkjet printing”, Appl. Phys. Lett. 98 (2011) 083501.Department of Aerospace and Information Engineering, Konkuk University, 1 Hwayang-Dong, Kwangjin-Gu, Seoul 143-701, Republic of Korea

Gambar 1 Pembanding antara photolithography dengan teknologi inkjet printing

10

kilas riset

buletin|Vol. 1 No. 1|Juli-September 2013|mrs-id.org

Page 13: Buletin MRS-id Vol 1 No. 1

metamaterial adalah fabrikasi dalam jumlah besar, biaya yang

tinggi, kontaminasi sampel dan efisiensi waktu. Teknologi

printing dapat menjadi kandidat paling utama jika teknologi

ini dapat menghasilkan resolusi yang tinggi yang dibutuhkan

oleh metamaterial. Saat ini teknologi printing sudah

memberikan hasil yang luar biasa dalam fabrikasi

metamaterial. Teknologi printing memiliki keuntungan tidak

membutuhkan mask, dapat mengurangi biaya fabrikasi,

langkah fabrikasi yang sederhana, tidak membutuhkan

banyak material, memungkinkan untuk fabrikasi dengan

desain yang kompleks, dan dapat untuk fabrikasi multi

lapisan.Hadi Teguh Yudistira

Link full paper:

http://apl.aip.org/resource/1/applab/v98/i8/p083501_s1 Kontak penulis: Hadi Teguh Yudhistira (Sungkyunkwan

University, Korea)

Surface plasmon polariton (SPP) adalah mode propagasi

cahaya pada interface metal-dielektrik yang dihasilkan dari

interaksi antara gelobang elektromagnetik dengan osilasi

kolektif plasma electron dalam metal. Pandu gelombang

plasmon (plasmonic waveguide) diatas chip (on-chip) telah

mengundang banyak perhatian karena kemampuan nya untuk

melokalisasi cahaya dalam skala lebih kecil dari panjang

gelombang (subwavelength confinement), yang dapat dipakai

untuk memberikan device integration density yg jauh lebih

besar dibandingkan dengan pandu gelombang dielektrik yang

dimensinya dibatasi oleh total internal reflection. Lebih lagi,

fakta bahwa pandu gelombang plasmon yang dapat

mengurung cahaya dalam dimensi yang sangat kecil dapat

dipakai untuk meningkatkan interaksi antara cahaya dengan

materi, yang sangat berguna untuk mewujudkan piranti optik

aktif dengan energi threshold rendah.Berbagai tantangan untuk merealisasikan pandu

gelombang plasmon adalah loss propagasi yang jauh lebih

besar dari loss pandu gelombang dielektrik, dan dalam

mencari platform yang dapat akomodasi persyaratan untuk

pandu gelombang plasmon on-chip. Dalam hal ini, silicon-on-

insulator (SOI) adalah platform yang cocok untuk memenuhi

2 syarat tersebut dikarenakan oleh teknologi fabrikasi CMOS

yang sudah dewasa dalam fabrikasi chip dan juga pandu

gelombang dielektrik, dan juga karena kemungkinan

integration yang lebih realistis dibandingkan dengan pandu

gelombang plasmon yang berdasarkan sistem material yang

lain. Sejauh ini pandu gelombang berdasarkan teknologi SOI

sudah di demonstrasikan dengan loss propagasi sangat rendah

(2-3dB/cm) dengan lebar penampang berskala submikron.Dalam jurnal ini, kami menunjukkan fabrikasi pandu

gelombang plasmon yang dapat dengan mudah di integrasi

kan dengan pandu gelombang dielektrik, yang ditunjukkan di

Gambar 1. Pandu gelombang SOI dalam jurnal ini difabrikasi

dengan bantuan ePIXfab yang memakai teknologi deep-

ultraviolet lithography (DUV Lithography) berdasarkan

panjang gelombang 193 nm. Pandu gelombang SOI didalam

proyek ini mempunyai lebar 450 nm dan ketebalan 220 nm,

dengan loss propagation dibawah 2dB/cm. Kemudian pandu

gelombang plasmon di realisasikan dengan cara melancipkan

pandu gelombang SOI dari 450 nm menuju lebar pandu

gelombang plasmon menurut design, berkisar 150-250 nm.Dengan menggunakan dimensi di atas, pandu gelombang

SOI hanya dapat mendukung mode propagasi dengan arah

medan listrik di arah horizontal. Ini cocok dengan kriteria

propagasi plasmon yang hanya mungkin jika arah medan

listrik tegak lurus dengan interface metal-dielektrik (mode

karakteristik kedua pandu gelombang ditunjukkan di Gambar

2). Dalam hal ini, pandu gelombang plasmon di wujudkan

dengan cara membuat bukaan di bagian waveguide yang

lancip dan kemudian deposisi emas konformal terhadap

silicon supaya dinding dan atap silicon tertutup secara merata

dengan emas. Ketebalan emas dalam hal ini perlu lebih besar

dari skin-depth emas, yang dalam hal ini berkisar ~23 nm

untuk panjang gelombang telekomunikasi = 1550 nm. Dalam hal ini, ketebalan emas sekitar 40 nm sudah cukup

Demonstrasi Pandu Gelombang Plasmon on-chip berdasarkan platform silicon-on-insulatorL. Y. M. Tobing, L. Tjahjana, D. H. Zhang, “Demonstration of low-loss on-chip integrated plasmonic waveguide based on simple fabrication steps on silicon-on-insulator platform” Appl. Phys. Lett. 101 (2012) 041117, Nanyang Technological University, Singapore

Gambar 1 . Pandu gelombang plasmon yang ter-integrasi dengan pandu gelombang SOI.

11

kilas riset

buletin|Vol. 1 No. 1|Juli-September 2013|mrs-id.org

Page 14: Buletin MRS-id Vol 1 No. 1

untuk memungkinkan propagasi plasmon. Karakterisasi loss

propagasi pandu gelombang plasmon menunjukkan loss

propagasi sebesar 0.2±0.08 dB/μm (w = 150 nm), 0.32±0.06 P

dB/μm (w = 200 nm), dan 0.48±0.12 dB/μm (w = 250 nm). P P

Besaran loss tersebut memasuki loss terendah untuk kelas

pandu gelombang plasmon berdasarkan geometri metal-

insulator-metal (0.2-0.3dB/μm). L. Y. M. Tobing

Link full paper:

http://apl.aip.org/resource/1/applab/v101/i4/p041117_s1 Kontak penulis: [email protected]

Gambar 2. Karakteristik mode propagasi pandu gelombang plasmon dan SOI.

Sintesis hollow silica particles telah menarik banyak

perhatian karena partikel ini berguna untuk banyak aplikasi

(seperti insulator termal dan devais optik, komponen-

komponen untuk kromatografi, pelindung untuk enzim dan

protein, pembawa molekul obat, zat warna, tinta, photonic

crystals, sel buatan, pembuangan limbah and sistem pelepasan

biomolekular besar). Akan tetapi, metode preparasi yang ada

sekarang sangat bergantung kepada penggunaan zat-zat aditif

(seperti polimer, surfaktan, garam, dll) untuk menghubungkan

material terluarnya dengan komponen inti yang berada di

dalamnya. Dan juga, zat aditif tersebut kadang menyebabkan

formasi struktur mesoporous pada material terluarnya.

Struktur mesoporous ini dapat menyerap bahan-bahan kimia

yang pada akhirnya mengurangi performa hollow

nanoparticle ini. (1)Nandiyanto et. al., telah

menemukan cara baru untuk

memproduksi hollow silica

particles, tanpa menggunakan

aditif (Gambar 1). Gambaran

m u d a h d a r i m e t o d e

Nandiyanto adalah sumber

m a t e r i a l s i l i c a

dikombinasikan dengan

template inti menggunakan

teknik liquid-phase synthesis

k o n v e n s i o n a l . U n t u k

membuat coating silica secara

penuh pada permukaan template core, Nandiyanto et. al.,

mengeksploitasi efek muatan listrik pada template. Untuk

membuat halus permukaan silica, amino acid yang bersifat

basa (seperti lysine) digunakan sebagai katalis. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa hollow particles

bisa diproduksi tanpa aditif hanya jika komponen core dan

kulitnya memiliki muatan listrik yang cukup dan saling

berlawanan untuk menyebabkan gaya tarik-menarik. Jika

interaksi tarik-menarik tersebut tidak cukup kuat,

pembentukan hollow particle tidak akan berhasil. (2)Karena proses ini dilakukan tanpa menggunakan aditif,

partikel silica dapat tumbuh dengan sempurna di permukaan

komponen inti, menghasilkan cangkang silica yang halus

tanpa struktur mesoporous. Cara-cara untuk mengontrol

Strategi untuk membentuk hollow silica nanoparticles tanpa keberadaan mesopore menggunakan peran dari colloidal surface charges, ketimbang surfaktanA.B.D. Nandiyanto, Y. Akane, T. Ogi, K. Okuyama, "Mesopore-Free Hollow Silica Particles with Controllable Diameter and Shell Thickness via Additive-Free Synthesis" Langmuir 28 (2012) 8616Universitas Pendidikan Indonesia, Indonesia; Hiroshima University, Japan

Gambar 1. Rangkuman sintesis mesopore-free hollow silica beserta kinerjanya. Gambar diadopsi dari referensi (1 dan 2).

12

kilas riset

buletin|Vol. 1 No. 1|Juli-September 2013|mrs-id.org

Page 15: Buletin MRS-id Vol 1 No. 1

diameter luar nanoparticle, struktur cangkang dan juga

ketebalan cangkang tersebut juga dilaporkan di makalah yang

ditulis Nandiyanto. Menariknya, semua partikel dapat

dikontrol hanya dengan mengatur diameter dari template core,

muatan listrik dari template, dan komponen reaktannya (yaitu

jumlah dari bahan silica and katalis). Hollow nanoparticles

baru ini telah digunakan untuk berbagai kegunaan terutama

untuk insulasi termal dan pada devais optik karena adanya

tendensi untuk tidak menyerap molekul besar. Hal ini telah

dikonfirmasi dengan analisis penyerapan nitrogen dan

molekul besar. Juga pengembangan dari metode ini akan

sangat efektif terutama dalam produksi material ini secara

lebih efisien, yaitu menghasilkan material dengan performa

yang tinggi tetapi menggunakan lebih sedikit bahan baku. Asep Bayu Dani Nandiyanto

Referensi:(1) Nandiyanto, A.B.D., Y. Akane, T. Ogi, and K. Okuyama:

Mesopore-Free Hollow Silica Particles with Controllable

Diameter and Shell Thickness via Additive-Free Synthesis,

Langmuir, 28(23), 8616-8624 (2012).(2) Nandiyanto, A.B.D., T. Iwaki, T. Ogi, and K. Okuyama:

Mesopore-free Silica Shell with Nanometer-scale Thickness-

controllable on Cationic Polystyrene Core, J. Colloid Interf.

Sci., 389, 134-146 (2013)

Link full paper:

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/la301457vKontak penulis: [email protected]

Mencari “Jejak” Spin IntiM. H. Fauzi, S. Watanabe, and Y. Hirayama, “Microscopic characteristics of dynamic nuclear polarization and selective nuclear depolarization at the ν = 2/3 spin phase transition” Appl. Phys. Lett. 101 (2012) 162105. Dept. of Physics, Tohoku University, Japan

Nuclear magnetic resonance (NMR) tidak diragukan lagi

telah menjadi salah satu standar teknik karakterisasi fisik atau

kimia suatu material. Bahkan teknik NMR rutin digunakan di

berbagai rumah sakit untuk mengambil citra struktur tubuh

pasien. Salah satu kunci penting teknik NMR terletak pada

kemampuan untuk mendeteksi gelombang elektromagnetik

yang dipancarkan olek spin inti dari material yang diteliti.

Umumnya alat pendeteksi itu berupa koil yang dililitkan

sepanjang material yang sedang ditinjau. Tentu saja besarnya

pancaran gelombang elektromagnetik ini bergantung pada

jumlah spin inti dalam material tersebut. Berapakah jumlah

spin inti minimal yang dibutuhkan agar pancaran gelombang

elektromagnetiknya cukup untuk dideteksi oleh koil? Sejauh

ini state of the art NMR membutuhkan minimal 1018 spin inti.

Meskipun angka tersebut mudah dicapai untuk ukuran

material dengan volume yang besar (diatas 1 mm3), namun

tidak begitu halnya dengan material khusus berstruktur rendah

seperti quantum well yang hanya memiliki total spin inti

sekitar 1014 atau kurang.Untuk mengatasi kelemahan teknik NMR selama ini, grup

kami di universitas Tohoku mengembangkan teknik baru

untuk mendeteksi spin inti seperti Gallium dan Arsenic yang

terkurung di sumur potensial selebar 20 nanometer. Alih-alih

menggunakan koil untuk mendeteksi spin inti, kami

menggunakan domain elektron yang terbentuk di quantum

Hall ferromagnet filling 2/3. Angka 2/3 merujuk pada jumlah

quantum states yang terisi oleh elektron di Landau level

terendah. 2/3 ini memiliki sifat yang unik. Pertama, 2/3

memiliki dua konfigurasi spin yakni 0% polarisasi dan 100%

polarisasi, bergantung pada medan magnet dan kerapatan

electron dalam sumur kuantum. Kedua, pergantian

konfigurasi spin elektron dari 0% ke 100% diikuti oleh transisi

fasa orde pertama. Transisi inilah yang membuat keadaan

elektron menjadi “special” karena terbentuknya domain-

domain elektron di sumur kuantum. Transisi ini terlihat

dengan terlihatnya puncak di longitudinal resistance Rxx

(lihat kurva garis-garis di gambar 1). Dengan terbentuknya

domain-domain tersebut, interaksi antara elektron dan spin

inti menjadi kuat sehingga dimungkinkan terjadinya

pertukaran momentum spin inti dan elektron di sekitar domain

walls. Dengan begitu “jejak” spin inti bisa kita dapatkan

seperti terlihat di inset gambar 1 (panah merah) terlacak di

frekuensi 54.20 Mhz. Lembah yang ditunjukkan oleh panah

biru di frekuensi 54.18 MHz merupakan “ekses” dari domain

elektron dengan polarisasi 100%. Dalam terminologi NMR,

“ekses” tersebut dinamakan Knight shift.Bagaimana spin inti terpolarisasi? Pertanyaan ini yang

penulis coba jawab di paper yang dipublikasi di Applied

Physics Letters. Walaupun proses transfer momentum antar

Gambar 1. Sinyal NMR dari spin inti Arsen.

13

kilas riset

buletin|Vol. 1 No. 1|Juli-September 2013|mrs-id.org

Page 16: Buletin MRS-id Vol 1 No. 1

spin di sepanjang domain terjadi secara acak, namun penulis

menemukan bahwa spin inti “up” terpolarisasi lebih banyak di

sekitar domain 0%, sedangkan spin inti “down” lebih banyak

terpolarisasi di sepanjang domain 100%. Hasil ini

memungkinkan kita untuk mendepolarisasi salah satu spin

inti.Sebagai penutup, teknik NMR yang dikembangkan grup

kami membuka jalan untuk mempelajari lebih lanjut

eksotisme elektron di quantum Hall system seperti kristalisasi

spin elektron di filling 1 yang masih menjadi perdebatan

hangat hingga sekarang, atau dinamika spin inti dan elektron

secara umum. Kedepan dengan teknik yang terus

disempurnakan, dimungkinkan untuk mengontrol ensemble

spin inti untuk dijadikan salah satu basis quantum bits. M. Hamzah Fauzi

Link full paper: http://dx.doi.org/10.1063/1.4761955Kontak penulis: [email protected]

Pengontrolan konduktansi senyawa asymmetric-diarylethene dengan cahaya.

a b b,c b,c d b aArramel , T.C. Pijper , T. Kudernac , N. Katsonis , M. van der Maas , B. L. Feringa , B. J. van Wees . “Reversible Light Induced Conductance Switching of Asymmetric Diarylethenes on Gold: Surface and Electronic Studies” Nanoscale, (2013), DOI: 10.1039/C3NR00832Ka bPhysics of Nanodevices, Zernike Institute for Advanced Materials,University of Groningen, Belanda; Stratingh Institute

cfor Chemistry, University of Groningen, Belanda; MESA+ Institute for Nanotechnology, University of Twente, Belanda; dInstitute for Molecules and Materials, University of Nijmegen, Belanda.

Seiring komponen elektronik yang terus mengecil

ukurannya, maka alternatif pengganti material silikon sebagai

pondasi dasar industri Complementary Metal Oxide

semiconductor (CMOS) menjadi target utama para ilmuwan.

Molekul organik menjadi daya tarik tersendiri sebagai

alternatif salah satu elemen elektronik. Dilihat dari segi

ukurannya yang sangat kecil berkisar antara 1-4 nm, proses

integrasi pada permukaan yang terjadi secara spontan, serta

tingkat kesediaannya yang tinggi. Khususnya, senyawa yang

memiliki fungsionalitas sebagai switchable electronic device

telah memiliki daya tarik tersendiri dalam komunitas

“molecular electronics”. Tujuan dari riset molecular electronic adalah bagaimana

mengintegrasikan satu atau beberapa switchable molecules

menjadi komponen aktif di alat elektronik dapat

direalisasikan. Sehingga, harapan ke depan adalah adanya

output berupa alat elektronik berbasis molekul yang memiliki

perfomansi sepadan dengan alat elektronik berbasis silikon,

dan efisien karena ditunjang oleh “hanya” satu atau beberapa

molekul organik.Molekul photochromic adalah molekul yang dapat diubah

dari satu state ke state lainnya secara selektif dengan

penerapan cahaya tertentu. Tiap state ini dibedakan oleh fitur

spektrum absorpsi ketika molekul disinari oleh sinar UV atau

tampak. Alhasil, perbedaan sifat dan karakter fisik molekul

dapat dikategorikan menjadi dua: ON state dan OFF state

(Gambar 1(a)). Kondisi ON dinyatakan apabila elektron

terkonjugasi dapat dihantarkan dari satu bagian molekul ke

sisi lainnya. Sedangkan OFF state diasosiasikan sebagai

“jembatan penghubung”. Sehingga, arus elektron tidak dapat

mengalir apabila konfigurasi molekul berada pada state ini.Salah satu contoh photochromic molecule adalah

assymetric-diarylethene (As-DE). Molekul ini memiliki

keunikan dimana fitur cross-conjugation dapat diamati pada

kedua state. Modifikasi alur konjugasi elektron ini dapat

disintesis menggunakan pendekatan strategi bottom up

molecular architecture yang bertujuan untuk menguji apakah

pengamatan fitur photo-switching dapat dibandingkan

dengan molekul symmetric-Diarylethene terdahulu.Pada paper ini, kami telah menunjukkan bahwa aktivitas

photo-switching As-DE dapat diamati dan direkam dalam

beberapa siklus konversi ON-OFF states menggunakan

scanning tunneling microscopy (STM) pada suhu ruang.

Konfigurasi eksperimen dapat diamati pada gambar 1(b)

dimana molekul insulator (Dodecanethiol) digunakan sebagai

“matrix” untuk menahan As-DE selama pengukuran STM.

Gambar 1. Molekul Diarylethene dan Dodecanethiol. (a) Definisi kondisi ON dan OFF dari molekul diarylethene. (b) Skema geometri pengukuran Self-assembled monolayers dari molekul Diarylethene dan dodecanethiol menggunakan STM.

(a)

(b)

14

kilas riset

buletin|Vol. 1 No. 1|Juli-September 2013|mrs-id.org

Page 17: Buletin MRS-id Vol 1 No. 1

Keberadaan As-DE molekul dapat dibedakan dari molekul

dodecanethiols fitur intrinsik pada ON state teramati oleh

STM sebagai “bright spot” yang dapat distimulasi ke OFF

state dengan sinar tampak. Proses kebalikan dapat dilakukan

dengan menyinari molekul dengan sinar UV. Esensi

perubahan ini disebabkan adanya perubahan alur konjugasi

elektron sesuai dengan penggunaan cahaya tertentu yang

menyiratkan bahwa sifat photochromic molekul sangat

spesifik untuk panjang gelombang tertentu. Salah satu hasil

percobaan ini dapat dilihat pada gambar 2.Scanning tunneling spectroscopy digunakan untuk

mempelajari karakter elektronik dari molekul As-DE.

Pengukuran ini menghasilkan nilai HOMO- LUMO) gap As-

DE sebesar 2.24 eV.Studi ini menunjukkan bahwa STM dapat berfungsi bukan

hanya sebagai alat karakterisasi, namun juga sebagai alat ukur

untuk single molecule dengan skala akurasi pada level nano.Arramel

Link full paper:

http://pubs.rsc.org/En/content/articlelanding/2013/NR/C3N

R00832K Kontak penulis: [email protected]

Gambar 2. Perubahan fitur cahaya-terkontrol konduktansi assimetrik diarylethene diamati secara real time menggunakan teknik STM. Runutan (a)-(r) menunjukkan keberadaan fitur molekul yang terdeteksi pada gambar STM dengan penggunaan sinar cahaya tertentu. (s) Skema perubahan apparent height sebagai fungsi waktu.

Ambipolar Transistor dari Jejaring Carbon Nanotubes yang murni

S.Z. Bisri, J. Gao, V. Derenskyi, W. Gomulya, I. Iezhokin, P. Gordiichuk, A. Herrmann, M. A. Loi. “High Performance Ambipolar Field-Effect Transistor of Random Network Carbon Nanotubes” Advanced Materials, (2012), DOI: 10.1002/adma.201202699Zernike Institute for Advanced Materials, University of Groningen, Belanda.

Field-effect transistor (FET) berbasiskan single-walled

carbon nanotubes semikonduktor (sSWNT) adalah salah satu

komponen yang paling menjanjikan untuk generasi perangkat

elektronik baru yang supercepat. Di antara bahan berbasiskan

nanocarbon yang memiliki mobilitas pembawa muatan yang

sangat tinggi, sSWNT adalah satu-satunya yang berkarakter

semikonduktor. Bandgap energy sSWNT (~ 0,7 eV) sangatlah

kompatibel untuk diintegrasi dalam rangkaian logika, karena

memungkinkan FET sSWNT untuk dimatikan (switch-off).

Hal ini yang tidak bisa dimiliki oleh graphene yang bersifat

metallic. Namun, proses pembuatan sSWNT FET adalah

tantangan besar. Sampai saat ini, kinerja tinggi devais

ambipolar yang menggabungkan mobilitas dan rasio on/off

yang tinggi hanya dapat dicapai oleh sSWNT yang

ditumbuhkan langsung oleh proses chemical vapor deposition

(CVD) pada suhu tinggi (~ 900K) di atas substrat

konvensional. Selain itu, electron beam lithography harus

digunakan untuk membuat elektroda pada sSWNT tersebut

(baik nanotube tunggal atau jejaring nanotube). proses ini

mahal, boros energy, dan tidak cocok untuk pembuatan devais

berskala banyak dan integrasi pada flexible electronics.

Kemampuan untuk memdispersikan SWNTs dalam air

dan pelarut organik memungkinkan untuk membuat devais

menggunakan proses berbasiskan larutan. Teknik-teknik

berbasiskan larutan seperti drop-cast, self-assembly

Gambar 1. Transistor jejaring carbon nanotube dengan nanotube yang disortir menggunakan polimer.

15

kilas riset

buletin|Vol. 1 No. 1|Juli-September 2013|mrs-id.org

Page 18: Buletin MRS-id Vol 1 No. 1

(evaporated, Langmuir-Blodgett, DNA-assisted), dan inkjet

printing, bisa digunakan untuk membuat devais berskala

banyak dan besar pada suhu ruang sehingga memudahkan

proses integrasi. Namun, masih banyak tantangan untuk

mencapai kinerja yang sebanding dengan yang bisa dicapai

oleh FET sSWNT "ideal" yang dibuat dengan metode CVD.

Secara umum, devais yang dihasilkan oleh proses berbasiskan

larutan memiliki mobilitas pembawa rendah karena

sedikitnya SWNT pada channel FET dan orientasi jejaring

nanotube yang acak. Meskipun beberapa mobilitas muatan

bisa ditingkatkan dengan menambah kepadatan nanotube atau

dengan meluruskan SWNTs pada film, devais tersebut

memiliki rasio on/off yang rendah karena keberadaan sisa

nanotube yang bersifat metallic. Dan hal ini sangat serius

terlebih pada devais transistor yang sangat pendek. Oleh

karena itu, memurnikan larutan sSWNT dari nanotube lain

yang bersifat metallic yang tersisa sangatlah penting.

Beberapa laporan terbaru menunjukkan bahwa polimer

terkonjugasi (misalnya poli-9,9-di-n-oktyl-fluorenyl-2,7-diyl

(PFO)) dapat digunakan secara efektif untuk menyeleksi

sSWNT, karena struktur terkonjugasinya dapat berinteraksi

kuat dengan nanotube. Namun, untuk membuat perangkat

berkinerja tinggi dari dispersi sSWNT yang disiapkan seperti

ini masih sangatlah sulit. Hal tersebut dikarenakan sisa

polimer baik yang membungkus nanotube tersebut, maupun

yang tersisa di larutan akan mempengaruhi kinerja devais

tersebut. Sehingga konsentrasi polimer harus ditekan

seminimal mungkin.Paper ini menunjukkan metode yang scalable dan efisien

untuk mempersiapkan dispersi sSWNT dengan kemurnian

yang tinggi, di mana polimer yang berlebih dapat dibuang

secara efektif. Devais FET sSWNT yang dihasilkan memiliki

kinerja yang sangat tinggi yaitu, bersifat ambipolar sehingga

dua jenis pembawa muatan hole dan electron bisa

dimanfaatkan, memiliki mobilitas elektron mencapai 3 2 6cm /V.s, dengan rasio on/off mencapai 10 . Kinerja ini dicapai

walaupun jejaring nanotube dalam FET dengan panjang

channel transistor ini sangat pendek (5 mikrometer).Jika dilakukan perbandingan kinerja FET ambipolar kami

dengan transistor nanotube lainnya, bisa terlihat betapa

tingginya kinerja yang dicapai, seperti bisa dilihat pada

gambar 2b. Di situ bisa dibandingkan nilai mobilitas hole dan

on/off rasio. Sebagian besar devais yang dibuat oleh peneliti

lain jarang menunjukkan karakteristik transpor ambipolar.

Dari Gambar. 2b, jelas terlihat bahwa FET (ditandai dengan

titik merah) yang dihasilkan menunjukkan kinerja yang sangat

baik dengan menggabungkan rasio on/off yang tinggi dengan

nilai-nilai mobilitas yang tinggi untuk hole dan elektron,

menempatkan devais ini termasuk yang tertinggi untuk

transistor berbasiskan jejaring nanotube yang acak. Dari perbandingan ini, menjadi jelas bahwa kedua

pengayaan dan teknik pemurnian untuk sSWNT

menggunakan polimer terkonjugasi adalah cara yang paling

efisien untuk menghasilkan devais SWNTs berkinerja tinggi

dari proses berbasiskan larutan. Pemanfaatan tinta nanotube

ini masih dapat dioptimalkan dengan mengkombinasikan

berbagai teknik proses fabrikasi devais yang lebih baik

(misalnya meluruskan nanotube dalam jejaring, penyortiran

panjang, teknik gating yang lebih maju seperti ionic liquid

gating atau high-k, teknik pasivasi untuk melindungi devais

dari pengaruh lingkungan, ink-jet printing, dll) di masa yang

akan datang. Satria Zulkarnaen Bisri & Widianta Gomulya

Link full paper:

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201202699

/abstract http://wp.me/a2ugw-2Q (full text gratis - author privilege) Kontak penulis: [email protected]

Gambar 2. (a) Sifat output dari transistor tersebut dan citra mikroskopi atomic dari jejaring nanotube tersebut. (b) Perbandingan kinearja devais yang dihasilkan dengan devais-devais nanotube lainnya yang berbasiskan jejaring nanotube juga.

(a)

(b)

16

kilas riset

buletin|Vol. 1 No. 1|Juli-September 2013|mrs-id.org

Page 19: Buletin MRS-id Vol 1 No. 1

Menentukan perangkat lunak yang tepat sebelum memulai kalkulasi untuk menyelesaikan permasalahan mekanika kuantum

adalah sangat penting agar kalkulasi yang dilakukan dapat berjalan dengan cepat dan hasilnya akurat. Dalam tutorial kali ini akan

dijelaskan salah satu perangkat lunak berbasiskan density functional theory (DFT), plane wave (PW) atau gelombang bidang, dan

pseudopotential (PP), yaitu Quantum Espresso.

Quantum Espresso (QE) adalah alat hitung struktur elektronik suatu sistem/model material. Kelebihan yang dimiliki QE adalah

basis DFT yang tidak secara langsung memecahkan mekanika kuantum sehingga kalkulasi akan lebih efisien, basis PW yang

memungkinkan sebuah sistem besar diwakilkan pada sebuah sistem kecil (memanfaatkan sifat periodik gelombang bidang)

sehingga kalkulasi akan semakin cepat, dan basis pseudopotential yang tidak menyertakan perhitungan energi potensial inti atom

tapi kulit atomnya saja sehingga memungkinkan kalkulasi yang semakin cepat.

I. INSTALASI

Dengan menggunakan prosesor Intel dan sistem operasi Linux Ubuntu, cara instalasi QE adalah sebagai berikut:

1. Pastikan komputer anda terhubung dengan internet.

2. Download versi terbaru QE di http://www.quantum-espresso.org/download

3. Buka terminal konsol dengan cara mencari dan mengklik program “terminal” pada menu utama Ubuntu

4. Instal intel fortran compiler (ifort) dan intel C++ compiler (icc)

Ketik perintah berikut

sudo apt-get update

sudo apt-get install build-essential

Download ifort dan icc (Intel® Fortran Composer XE 20** for Linux dan Intel® C++ Composer XE 20** for Linux)

versi terbaru dari halaman berikut

http://software.intel.com/en-us/articles/non-commercial-software-development/

Masuklah ke direktori tempat file icc dan ifort tersebut disimpan dengan mengetik perintah cd Desktop misalnya.

Ketik perintah

tar -xzvf l_fcompxe_*.tgz

cd l_fcompxe_*

sudo ./install.sh

Pada layar yang ditampilkan, tekan tombol enter berkali-kali hingga anda ditanya mengenai licence agreement. Ketik

accept kemudian tekan tombol enter.

Jika anda ditanya activation code, masuklah ke laman

https://registrationcenter.intel.com/RegCenter/remoteactivation.aspx, kemudian masukan serial number yang

dikirimkan ke email anda ketika anda mendownload file installer tersebut. Setelah anda menekan tombol generate

activation code, activation code akan diberikan dan ketikanlah 22 digit kode tersebut ke dalam terminal.

17

tutorial

Simulasi Material dengan Quantum Espresso1 2

Muhammad Haris Mahyuddin dan Listra Yehezkiel Ginting

buletin|Vol. 1 No. 1|Juli-September 2013|mrs-id.org

1Program Studi Teknik Fisika-Energi, Surya University, Indonesia.2Laboratorium Komputasi Desain Material, Program Studi Teknik Fisika, Institut Teknologi Bandung, IndonesiaKontak penulis: [email protected]

Page 20: Buletin MRS-id Vol 1 No. 1

18

tutorial

Tekan tombol q untuk selesai dan keluar dari proses instalasi

Ulangi prosedur yang sama untuk menginstal icc (file l_ccompxe_*.tgz).

Di terminal ketik perintah

gedit ~/.bashrc

dan tulis baris berikut ke dalam akhir baris file .bashrc

export PATH=$PATH:/opt/intel/bin/

Save file terbut, lalu keluar dari program gedit kemudian di terminal ketik perintah source ~/.bashrc

5. Ketik perintah

sudo apt-get install liblapack-dev fftw-dev

6. Masuklah ke direktori tempat file installer QE berada dengan mengketik perintah cd Desktop misalnya, lalu ketik perintah

tar -xzvf espresso-*.tar.gz

cd espresso-*

./configure

make all

gedit ~/.bashrc

7. Pada file yang telah terbuka, ketikan baris berikut di akhir baris file tersebut

export PATH=$PATH:/path_lenkap_ke_direktori_espresso-*/bin/

Save file tersebut, kemudian keluar dari program gedit.

8. Di terminal, ketik perintah source ~/.bashrc. Selesai.9. Jika ingin menginstal QE dengan menggunakan MPI pada komputer paralel, instal MPI terlebih dahulu sebelum menginstal icc,

ifort, dan QE.

II. MEMBUAT MODEL/STRUKTUR MATERIALDalam bagian ini akan dijelaskan tentang bagaimana plane wave (PW) yang dipakai dalam QE ini sangat baik dalam

menghitung sistem material berstruktur kristal. Karena kristal memiliki struktur yang berulang (periodik), maka sangat cocok

dengan karakteristik PW yang juga memiliki sifat periodik, sehingga struktur yang besar bisa diwakilkan pada struktur terkecilnya

saja. Meskipun PW memiliki karakteristik periodik, bukan berarti material dengan struktur non-periodik seperti molekul tidak bisa

dihitungnya. Dengan menambahkan ruang kosong di sisi sebelah kiri, kanan, atas, dan bawah, sistem periodik seolah-olah seperti

sistem non-periodik karena keperiodikannya dipisahkan oleh ruang kosong yang cukup besar. Untuk lebih jelasnya, mari kita coba

buat tiga buah sistem, yaitu sistem kristal bulk, sistem molekul non-periodik, dan sistem kristal surface (pembaca diasumsikan sudah

memahami dasar-dasar struktur kristal).

1. Kristal body-centered cubic (BCC) dari elemen besi Fe

Dalam ilmu kristalografi, kita menngenal istilah sel unit dan sel primitif. Pada hakikatnya, keduanya adalah sama. Yang sedikit

membedakan adalah pada pemilihan vektor kisinya. Sebagai contoh, pada gambar 1 (a) vektor kisi yang digunakan adalah A(1) = a X + 0 Y + 0 Z, A(2) = 0 X + b Y + 0 Z, dan A(3) = 0 X + 0 Y + c Z dimana konstanta kisi a=b=c untuk tipe kristal kubus seperti BCC. Sedangkan pada gambar 1 (b) vektor kisi yang digunakan adalah

Gambar 1 (a) Sel unit dan (b) Sel primitif

buletin|Vol. 1 No. 1|Juli-September 2013|mrs-id.org

Page 21: Buletin MRS-id Vol 1 No. 1

B(1) = - ½ a X + ½ b Y + ½ c Z, B(2) = + ½ a X - ½ b Y + ½ c Z, dan B(3) = + ½ a X + ½ b Y - ½ c Z.Vektor kisi yang terakhir ini jelas lebih kecil daripada vektor kisi yang awal sehingga gambar 1 (b) disebut sel primitif atau sel

terkecil yang bisa mewakili sel yang lebih besar. Pada sel primitif BCC, hanya ada satu buah atom karena atom yang mana pun jika

ditranslasikan sesuai dengan arah vektor kisi B(1), B(2), atau B(3), maka akan menghasilkan atom di tempat yang sesuai dengan

periodisitasnya. Sedangkan jika anda menggunakan sel unit atau vektor kisi A(1), A(2), dan A(3), maka anda harus mendefinisikan

dua buah atom, yaitu atom yang berada di sudut dan atom yang berada di tengah-tengah sel satuan, sehingga jika kedua atom ini

ditranslasikan ke semua arah yang sesuai dengan vektor-vektor kisinya, maka kedua atom ini pun akan membentuk periodisitas yang

sama persis dengan periodisitas yang dibuat oleh vektor kisi B(1), B(2), dan B(3). Ditinjau dari segi waktu kalkulasi, penggunaan

jumlah atom yang lebih sedikit (penggunaan sel primitf) jelas akan lebih efisien.Dengan menggunakan sel primitif, jumlah atom yang harus dituliskan dalam input file QE untuk merepresentasikan kristal bulk

BCC Fe hanyalah satu atom seperti yang dituliskan di bawah ini. Sedangkan banyaknya periodisitas (pengulangan atom-atom ke

arah vektor-vektor kisi) akan ditentukan melalui parameter k-point yang akan dijelaskan pada bab berikutnya.

atau

2. Molekul H O2

Kebanyakan molekul tidaklah berstruktur periodik seperti kristal, sehingga anda perlu memperbesar ukuran kisi vektor anda

agar tercipta ruang kosong yang cukup besar. Dengan begini molekul hasil periodik di sebelah kiri, kanan, atas, dan bawahnya tidak

akan memberikan pengaruh yang signifikan terhadap molekul yang akan anda kalkulasi. Vektor kisi ini bisa dibuat dengan ukuran

yang sebesar-besarnya dengan bebas, namun anda tetap harus memperhatikan kemampuan komputer anda. Sebagai contoh adalah

molekul H O berikut.2

19

ibrav = 0, celldm(1) = 5.357 ! konstanta kisi a=b=c untuk tipe kristal kubus

ATOMIC_POSITIONS crystal

Fe 0.00000 0.00000 0.00000 ! satu buah atom Fe

CELL_PARAMETERS alat

-0.5 0.50 0.50

0.50 -0.5 0.50

0.50 0.50 -0.5

ibrav = 3, celldm(1) = 5.357 ! karena ibrav=3, CELL_PARAMETERS sudah otomatis

ATOMIC_POSITION crystal disediakan QE

Fe 0.00000 0.00000 0.00000

buletin|Vol. 1 No. 1|Juli-September 2013|mrs-id.org

Gambar 2 Molekul H O dalam box/sel unit besar2

tutorial

Page 22: Buletin MRS-id Vol 1 No. 1

3. Surface (111) yang dibentuk dari kristal FCC

Membuat struktur surface atau permukaan dari sebuah kristal bulk sangatlah penting ketika anda hendak menganalisis sifat

permukaan suatu material untuk aplikasi katalisis seperti fuel cell atau sel bahan bakar, bahan bakar diesel (solar) sintetik berbasis

Fischer-Tropsch Synthesis, dan lain-lain. Sebagai contoh, mari bangun permukaan (111) dari kristal FCC.

1. Untuk memudahkan dalam menentukan permukaan (111), kita mulai dengan menarik garis [111] dari titik acuan seperti

yang ditunjukkan pada gambar 3 (a).

2. Gambarlah sebuah bidang yang tegak lurus dengan garis [111] yang telah anda buat tadi, seperti yang ditunjukkan oleh

bidang segitiga berwarna hitam di atas. Kemudian buatlah bidang kedua yang juga tegak lurus dengan garis [111] seperti

yang ditunjukkan oleh bidang segitiga berwarna hijau di atas. Kedua bidang atau permukaan ini dipisahkan oleh jarak 1/3 a.

Bidang bergaris hitam dan hijau ini selanjutnya ditulis sebagai layer pertama dan layer kedua.

3. Langkah berikutnya adalah bagaimana cara menentukan vektor kisi. Sama seperti sebelumnya, anda harus menentukan sel

primitif dari permukaan FCC(111) ini. FCC pada keadaan bulk dan pada keadaan surface memiliki vektor kisi yang berbeda

karena sel primitifnya pun berbeda. Sel primitif FCC(111) adalah seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4. Bidang segitiga

yang sudah kita dapatkan pada step 2 ditunjukkan pada Gambar 4 (b) dengan vektor kisi sebagai berikut.

C(1) = ½2 a X

C(2) = (-1/8) a X + (3/8) b Y

4. Karena permukaan bersifat dua dimensi, maka kisi vektor yang bisa ditentukan dari Gambar 4 hanya dua buah, sedangkan

kisi vektor ketiga ditentukan bebas sesuai dengan jumlah layer (N) dan panjang vakum (V) pada model slab yang akan

dibuat. Sehingga kisi vektor untuk bidang FCC(111) adalah sebagai berikut.

C(1) = ½2 a X

C(2) = (-1/8) a X + (3/8) b Y

C(3) = ((V/c) + (N-1)/ 3) c ZAtom B dan C pada Gambar 4 (c) adalah posisi atom untuk dua buah layer di bawah layer pertama, yaitu atom B pada

koordinat posisi 1/3C(1), 2/3C(2), Z1 C(3) dan atom C pada koordinat posisi 2/3C(1), 1/3C(2), Z2 C(3) dimana Z1 dan Z2

adalah suatu konstanta yang jika dikalikan dengan vektor kisi C(3), akan menghasilkan nilai 1/3 untuk Z1 dan 2/3 untuk Z2.

Sedangkan posisi atom untuk layer keempat dst. berulang dari layer pertama yaitu 0,0,Z (seperti dari layer pertama kembali,

hanya berbeda posisi Z).

20

buletin|Vol. 1 No. 1|Juli-September 2013|mrs-id.org

Gambar 3 Struktur kristal FCC

tutorial

ibrav = 0, celldm(1) = 2.0 ! konstanta kisi bebas

ATOMIC_POSITIONS crystal  ! lokasi molekul berada di tengah-tengah sel/box

H 0.57000 0.57000 0.57000

H 0.43000 0.43000 0.43000

O 0.50000 0.50000 0.50000

CELL_PARAMETERS alat ! sel/box berukuran {kons. kisi (101010) Å} = 202020 Å

10.0 0.00 0.00

0.00 10.0 0.00

0.00 0.00 10.0

Page 23: Buletin MRS-id Vol 1 No. 1

5. Jika diinginkan sistem slab dengan besar permukaan 3×3 dan jumlah layer sebanyak 2 layer dengan vakum sebesar 10 Å,

maka vektor kisi C(1) dan C(2) harus dikalikan dengan 3, N = 2, dan V=10, sehingga posisi atom-atom yang dituliskan ke

dalam input file QE adalah sebagai berikut.

21

ibrav = 0, celldm(1) = 7.413

ATOMIC_POSITIONS crystal

Pd 0.000000 0.000000 0.00000000

Pd 0.333333 0.000000 0.00000000

Pd 0.666666 0.000000 0.00000000

Pd 0.000000 0.333333 0.00000000

Pd 0.333333 0.333333 0.00000000

Pd 0.666666 0.333333 0.00000000

Pd 0.000000 0.666666 0.00000000

Pd 0.333333 0.666666 0.00000000

Pd 0.666666 0.666666 0.00000000

Pd 0.222222 0.111111 0.18328578

Pd 0.555555 0.111111 0.18328578

Pd 0.888888 0.111111 0.18328578

Pd 0.222222 0.444444 0.18328578

Pd 0.555555 0.444444 0.18328578

Pd 0.888888 0.444444 0.18328578

Pd 0.222222 0.777777 0.18328578

Pd 0.555555 0.777777 0.18328578

Pd 0.888888 0.777777 0.18328578

CELL_PARAMETERS alat

2.12132 0.00000 0.00000

-1.0607 1.83712 0.00000

0.00000 0.00000 3.15000

buletin|Vol. 1 No. 1|Juli-September 2013|mrs-id.org

tutorial

Gambar 4 Proses pembuatan bidang FCC(111)

Gambar 5 Sistem Slab dari permukaan Pd(111) dengan 2 buah layer dan vakum setinggi 10 Å.3×3

Page 24: Buletin MRS-id Vol 1 No. 1

III. MEMBUAT INPUT FILESebelum membuat input file, marilah kita memahami struktur dan beberapa parameter penting yang terdapat dalam input

file QE sebagai berikut:

&CONTROL

...

/

&SYSTEM

...

/

&ELECTRONS

...

/

&IONS

...

/

&CELL

...

/

ATOMIC_SPECIES

X Mass_X PseudoPot_X

Y Mass_Y PseudoPot_Y

Z Mass_Z PseudoPot_Z

ATOMIC_POSITIONS { alat | bohr | crystal | angstrom }

X 0.0 0.0 0.0

Y 0.5 0.0 0.0

Z O.0 0.2 0.2

K_POINTS { tpiba | automatic | crystal | gamma | tpiba_b | crystal_b | tpiba_c | crystal_c }

if (gamma)

nothing to read

if (automatic)

nk1, nk2, nk3, k1, k2, k3

if (not automatic)

nks

xk_x, xk_y, xk_z, wk

CELL_PARAMETERS { alat | bohr | angstrom }

v1(1) v1(2) v1(3)

v2(1) v2(2) v2(3)

v3(1) v3(2) v3(3)

22

buletin|Vol. 1 No. 1|Juli-September 2013|mrs-id.org

tutorial

PARAMETER KETERANGAN NILAI

&CONTROL

calculation jenis kalkulasi yang hendak dilakukan ‘scf', 'nscf', 'bands', 'relax', 'md', 'vc-relax', 'vc-md'

restart_mode kalkulasi awal atau lanjutan ‘from_scratch', 'restart'

Page 25: Buletin MRS-id Vol 1 No. 1

23

nstep Jumlah step maksimum untuk iterasi ionic dan iterasi electronic def: 1 for scf, nscf, bands, 50 for other calculation types

outdir Direktori dimana output file akan dituliskan

pseudo_dir Direktori dimana psuedopotential file disimpan

prefix Penambahan kata depan pada nama output file

tprnfor Tampilkan nilai gaya pada output file .true. or .false.

tstress Kalkulasi stress atau tidak .true. or .false.

forc_conv_thr Nilai threshold konvergensi ionic yang dinyatakan dalan satuan gaya def: 0.001

&SYSTEM

ibrav Bravais lattice index 0 untuk free structure, 1 untuk simple cubic, 2 untuk fcc, 3 untuk bcc, dll.

celldm(i) Konstanta kisi dalam satuan Bohr i=1 untuk kubus (a), i=1 (a) dan i=2 (c) untuk heksagonal, dll.

nat Jumlah atom/ion

ntyp Jumlah tipe atom/ion

ecutwfc Energi cut-off untuk waevfunction dalam satuan Ry

ecutrho Energi cut-off untuk charge density dan potensial dalam satuan Ry def: 4*ecutwfc, use 8 to 12 times ecutwfc for ultrasoft PP

occupations Okupansi pada fermi level gunakan 'smearing' untuk sistem metal, gunakan 'fixed' untuk sistem insulator

smearing Metode untuk mengatasi permasalahan okupansi pada fermi level metal 'gaussian'=gaussian, 'mp'=Methfessel-Paxton 1st order, 'mv'=Marzari-Vanderbilt, dll

degauss Lebar spreading pada smearing dalam satuan Ry Def: 0 Ry

nspin Pilihan untuk polarized calculation (PC) atau bukan 1 = Non-PC, 2=PC colinear, 4=PC noncolinear

start_

magnetization(i)

Nilai awal magnetisasi untuk kalkulasi dengan polarisasi spin -1 untuk spin ke bawah, 1 untuk spin ke atas

&ELECTRONS

electron_maxstep Jumlah iterasi maximum pada iterasi scf

conv_thr Nilai threshold konvergensi elektronik (scf) dalam satuan Ry Def: 0.000001

diagonalization Algoritma untuk integrasi equation of motion 'david'=Davidson, 'cg'=Conjugated-gradient Method

mixing_beta Mixing factor untuk scf Def: 0.7

startingpot Nilai potensial awal 'atomic'→diambil dari atoic charge, 'file'→diambil dari charge density file (*.xml file)

buletin|Vol. 1 No. 1|Juli-September 2013|mrs-id.org

tutorial

Page 26: Buletin MRS-id Vol 1 No. 1

24

startingwfc Nilai wavefunction (wfc) awal ‘'atomic'→dari atomic orbital, 'atomic+random'→dari atomic orbital & randomisasi, 'random'→dari wfc random (lebih aman), 'file'→dariwfc file (restart calc.)

tqr Real space algoritm .false.→lebih cepat, .true.→lebih akurat

&IONS

ion_dynamics Relaksasi ionic 'bfgs'→Quasi-Newton, 'damp'→Quick-Min Verlet

ATOMIC POSITION

alat Kordinat kartesian dalam unit parameter kisi a atau celldm(1)

bohr Kordinat kartesian dalam unit bohr

angstrom Kordinat kartesian dalm unit Angstrom

crystal Kordinat yang sesuai dengan CELL_PARAMETERS

CELL_PARAMETERS ( d i g u n a k a n h a n y a j i k a i b r a v = 0 , u n t u k i b r a v ! = 0 c e l l _ p a r a m e t e r s s u d a h o t o m a t i s d i s e d i a k a n )

alat dalam unit parameter kisi a atau celldm(1)

bohr dalam unit bohr

angstrom dalam unit angstrom

Sekarang marilah kita memahami algoritma kalkulasi untuk memudahkan dalam memahami maksud dari parameter-

parameter di atas. Pada dasarnya QE melakukan dua kelompok iterasi yaitu iterasi untuk kalkulasi elektronik (scf) dan iterasi untuk

kalkulasi ionik/atomik seperti yang diilustrasikan dalam skema pada Gambar 6 di bawah ini. Ketika input file sudah dibaca oleh QE,

yang akan pertama dihitungnya adalah many-body problem, yaitu interaksi antara elektron-elektron atau yang sering disebut sebagai

metode Hartree–Fock atau kalkulasi self-consistent field (scf). Pada kalkulasi scf, QE akan melakukan iterasi terus-menerus hingga

ambang (conv_thr atau threshold konvergensi dan jumlah iterasi maksimum) terpenuhi. Ketika ambang ini terpenuhi, kalkulasi scf

pertama telah selesai dihitung. Jika kalkulasi yang hendak dihitung hanyalah kalkulasi scf atau nscf atau band saja, maka seluruh

kalkulasi sudah selesai dan hasilnya bisa langsung dilihat dan dianalisis. Namun, jika posisi atom-atom yang paling optimum ingin

dihitung juga, maka QE akan membaca apakah ambang energi (etot_conv_thr) dan ambangan gaya (forc_conv_thr) sudah terpenuhi

atau belum. Jika sudah, maka seluruh kalkulasi selesai dan hasil kalkulasi pertama itulah hasilnya. Tapi jika belum tercapai, posisi

atom-atom akan digeser oleh QE dan kemudian kalkulasi scf kedua dimulai. Dan begitu seterusnya hingga ambang energi dan

ambang gaya terpenuhi. Saat itulah anda bisa mendapatkan hasil berupa posisi optimum atom-atom beserta nilai energi

minimumnya.

Untuk memudahkan dalam menjelaskan algoritma di atas, ada baiknya kita langsung mengambil sebuah contoh kasus. Misalnya,

buatlah input file sistem molekul H S dengan nama inputfile.in seperti berikut ini.2

Gambar 6 Algoritma kalkulasi yang dilakukan Quatum Espresso

buletin|Vol. 1 No. 1|Juli-September 2013|mrs-id.org

tutorial

Page 27: Buletin MRS-id Vol 1 No. 1

25

Pada input file di atas, calculation='relax' artinya adalah selain kalkulasi scf, QE akan menghitung juga kalkulasi ionik.

Kalkulasi akan dimulai dari awal (restart_mode = 'from_scratch') dengan jumlah maksimal step ionik adalah 50 iterasi (nstep =

50). Pseudopotential file akan dibaca dari direktori yang telah didefinisikan ('./pseudo/PBE/'). Pada output file akan ditampilkan

hasil kalkulasi gaya (tprnfor = .true.) dan stress (tstress = .true.). Kalkulasi ionik akan berhenti jika selisih energi antara dua

iterasi ionik etot_conv_thr <= 1.0D-4 dan selisih gaya yang bekerja pada semua atom antara dua iterasi ionik forc_conv_thr <=

1.0D-2 tercapai.

Sistem yang akan dihitung menggunakan free bravais lattice (ibrav = 0) dengan konstanta kisi 2 Bohr (dalam sistem ini

celldm(i) adalah faktor pengali karena molekul tidak memiliki konstanta kisi). Dalam sistem H S ini terdapat 3 buah atom (nat = 3) 2

dan 2 jenis atom (ntyp = 2). Wavefunction yang digunakan dalam kalkulasi ini adalah hingga 30 Ry saja (ecutwfc = 30) dan charge

density dan potensial hingga 240 Ry saja (ecutrho = 240). Karena sistem ini bukanlah sistem metal/konduktor dan bukan pula

sistem magnetik, digunakan occupations = 'fixed' dan nspin = 1.

&CONTROL

calculation = 'relax', restart_mode = 'from_scratch',

nstep = 50

outdir = './'

pseudo_dir = '/home/user/QEspresso/espresso-5.0.1-GPU/pseudo/PBE/',

tprnfor = .true.

tstress = .true.

etot_conv_thr = 1.0D-4, forc_conv_thr = 1.0D-2

/

&SYSTEM

ibrav = 0, celldm(1) = 2.0, nat = 3, ntyp = 2, ecutwfc = 30, ecutrho = 240,

occupations = 'fixed', nspin = 1

/

&ELECTRONS

electron_maxstep = 100

conv_thr = 1.0D-4

diagonalization = 'david', mixing_beta = 0.5,

startingpot = 'atomic', startingwfc = 'atomic+random',

tqr = .true.

/

&IONS

ion_dynamics = 'bfgs'

/

ATOMIC_SPECIES

H 1.0079 H.pbe-van_bm.UPF

S 15.999 S.pbe-van_bm.UPF

ATOMIC_POSITIONS crystal  

H 0.50000 0.50000 0.56500

H 0.50000 0.43500 0.50000

S 0.50000 0.50000 0.50000

K_POINTS automatic

1 1 1 0 0 0

CELL_PARAMETERS alat

10.0 0.00 0.00

0.00 10.0 0.00

0.00 0.00 10.0

buletin|Vol. 1 No. 1|Juli-September 2013|mrs-id.org

tutorial

Page 28: Buletin MRS-id Vol 1 No. 1

Pada &ELECTRONS dan &IONS, kalkulasi elektronik dan ionik dikontrol. Jika jumlah iterasi elektronik maksimal

(electron_maxstep = 100) atau ambang konvergensi (conv_thr = 1.0D-4) sudah tercapai tapi etot_conv_thr <= 1.0D-4 dan

forc_conv_thr <= 1.0D-2 belum tercapai, maka posisi atom yang baru akan dihasilkan oleh QE dengan menggunakan metode

Quasi-Newton (ion_dynamics = 'bfgs'). Karena sistem H S ini kecil sehingga waktu kalkulasi akan relatif cepat, maka sistem ini 2

mungkin untuk dihitung pada real space (tqr = .true.) agar hasil kalkulasinya lebih akurat.

Pada ATOMIC_SPECIES anda hanya harus menuliskan inisial untuk elemen/atom yang hendak didefinisikan, massa dari elemen

tersebut, dan nama file potensial yang terdapat pada direktori pseudo_dir. tersebut, dan nama file potensial yang terdapat pada

direktori pseudo_dir. Cara yang paling mudah dalam pemilihan inisial elemen ini adalah dengan menggunakan inisial aslinya

seperti inisial untuk atom Carbon adalah C atau inisial untuk atom Besi adalah Fe, dll. Massa suatu elemen bisa anda dapatkan di

sistem periodik unsur atau periodic table of elements, sedangkan file pseudopotensial (file *.UPF) bisa anda dapatkan di website QE,

http://www.quantum-espresso.org/pseudopotentials.

Pada ATOMIC_POSITIONS dipilih opsi crystal karena kita hendak membuat koordinat sendiri yang sesuai dengan tiga vektor

lattice yang akan didefinisikan pada CELL_PARAMETERS. Posisi atom-atom ini dipilih secara bebas, namun sebisa mungkin mendekati

bentuk molekul H S yang sebenarnya agar kalkulasi semakin cepat konvergen dan yang paling penting adalah agar kalkulasi tidak 2

menghasilkan data yang melenceng. k-points menggunakan pilihan automatic sehingga anda cukup mendefinisikan besar k-

point yang diinginkan. Karena sistemnya berupa molekul dengan fakta bahwa periodisitas bukanlah hal yang penting, maka dengan

k-point sebesar 1×1×1 sudah sangat cukup (k-point sebesar 1×1×1 sama dengan pilihan 'gamma'). Tiga angka nol pada k-point adalah

nilai pergeseran k-point (pada kasus ini, kita tidak menginginkan adanya pergeseran tersebut). Pada CELL_PARAMETERS digunakan

opsi alat, artinya sel yang didefinisikan dikalikan dengan parameter kisi (celldm(1))

IV. RUNNING KALKULASI

Untuk memulai kalkulasi dengan QE, anda cukup menyiapkan input file yang sudah dijelaskan dan disiapkan pada bagian

sebelumnya dan file pseudopotential yang sudah disimpan di direktori yang sesuai dengan yang didefinisikan pada pseudo_dir.

Berikut adalah detail cara melakukan running:

1. Buka terminal konsol, lalu masuklah ke direktori dimana input file berada dengan mengetikan perintah cd Desktop misalnya.

2. Ketik perintah

./pw.x < inputfile.in > output.out &

3. Untuk mengecek apakah kalkulasi sudah selesai atau belum, ketikan perintah job

4. Sambil menunggu kalkulasi selesai, anda bisa mengecek jumlah iterasi scf yang sudah berjalan, nilai energi, dan nilai gaya yang

sudah direkam ke dalam output file dengan mengetikan grep iteration output.out (jika ada prefix, nama file output menjadi

prefix_output.out), grep ! output.out, dan grep force output.out.

V. MENGHIMPUN DAN MENGANALISA DATA OUTPUT

Telah selesai atau belumnya sebuah kalkulasi ditandai dengan hilangnya daftar job ketika anda mengetikan perintah job pada

terminal konsol anda. Untuk memudahkan mengecek dan menganalisa file output yang dihasilkan QE, ikuti langkah-langkah

berikut:

1. Cek apakah kalkulasi sudah benar-benar selesai dengan mengetikan perintah grep JOB output.out. Jika kata JOB DONE

ditampilkan oleh layar terminal anda, maka kalkulasi sudah selesai dengan baik. Tapi jika sebaliknya, kemungkinan ada error

yang terjadi sehingga kalkulasi terpaksa dihentikan (buka file output untuk melihat detail error yang terjadi).

2. Ketik perintah grep iteration output.out untuk mengetahui jumlah iterasi yang dilakukan komputer. Hasilnya akan seperti

berikut.

iteration # 1 ecut= 30.00 Ry beta=0.50

iteration # 2 ecut= 30.00 Ry beta=0.50

iteration # 3 ecut= 30.00 Ry beta=0.50

iteration # 4 ecut= 30.00 Ry beta=0.50

iteration # 1 ecut= 30.00 Ry beta=0.50

iteration # 2 ecut= 30.00 Ry beta=0.50

dst...

26

buletin|Vol. 1 No. 1|Juli-September 2013|mrs-id.org

tutorial

kalkulasi scf pertama

kalkulasi scf kedua

Page 29: Buletin MRS-id Vol 1 No. 1

27

Artinya adalah kalkulasi scf pertama selesai dalam 4 kali iterasi. Ketika kalkulasi scf pertama selesai dilakukan, maka atom-

atom akan bergeser untuk mendapatkan posisi baru yang lebih baik, kemudian kalkulasi scf kedua dilakukan.3. Ketik perintah grep ! output.out untuk mengetahui nilai energi total pada setiap kalkulasi scf.

! total energy = -19.51995368 Ry --> energi total yang dihasilkan kalkulasi scf pertama

! total energy = -22.56203193 Ry --> energi total yang dihasilkan kalkulasi scf kedua

! total energy = -22.65738684 Ry --> energi total yang dihasilkan kalkulasi scf ketiga

! total energy = -22.73766554 Ry --> dst

! total energy = -22.78656127 Ry

! total energy = -22.80632394 Ry

! total energy = -22.81502208 Ry

! total energy = -22.81909755 Ry

! total energy = -22.82227027 Ry

! total energy = -22.82378850 Ry

! total energy = -22.82392576 Ry

! total energy = -22.82392559 Ry

Artinya adalah kalkulasi scf dilakukan sebanyak 12 kali hingga posisi atom-atom yang optimal didapatkan. Posisi atom-atom

yang optimal adalah ketika selisih energi total saat ini dengan energi total yang dihasilkan kalkulasi scf sebelumnya adalah

kurang dari 0.0001 Ry (etot_conv_thr = 1.0D-4) dan gaya yang dilakukan pada setiap atom kurang dari 0.01 Ry/a.u.

(forc_conv_thr = 1.0D-2).

4. Ketik perintah berikut untuk menganalisis gaya yang dilakukan pada setiap atom.

grep force output.out

5. Koordinat posisi atom-atom hasil kalkulasi diberikan di bagian akhir file output, namun untuk memudahkan dalam

visualisasinya digunakan software Xcrysden. Ikuti langkah-langkah berikut.

Pastikan Xcrysden sudah terinstall dengan baik. Baca laman di bawah ini untuk cara instalasi.

http://www.xcrysden.org/doc/install.html

Ketik perintah di bawah iniuntuk membuka output file yang dihasilkan QE.

xcrysden --pwo output.out

Dengan Xcrysden, panjang ikatan dan sudut ikatan dapat dilihat dengan mudah.

6. Hasil utama dari kalkulasi molekul H S ini yaitu energi yang diperlukan untuk membentuk ikatan molekul H S adalah 22.8239 2 2

Ry = 310.4 eV, panjang ikatan S—H adalah 2.56 Bohr = 1.35 Å, dan sudut yang diberntuk oleh H—S—H adalah 91.6°. Hasil ini

sangat cocok dengan data hasil eksperimen, sehingga membuktikan bahwa first-principles calculation khusunya QE cukup

akurat bahkan untuk sistem non-kristal seperti molekul.

Gambar 7 Hasil visualisasi dan analisis dengan bantuan software Xcrysden

buletin|Vol. 1 No. 1|Juli-September 2013|mrs-id.org

tutorial

Page 30: Buletin MRS-id Vol 1 No. 1

28

serba-serbi

Setiap tahunnya, Material

Research Soc ie ty (MRS) d i

Amerika Serikat mengadakan

pertemuan besar sebanyak dua kali,

yaitu Spring Meetings di San

Francisco dan Autumn Meetings di

Bos ton . Ti ap - t i ap mee t ings

memiliki keunikan tersendiri

dimana untuk Spring Meetings

mayoritas peserta berasal dari

institusi-institusi yang berada di pantai Barat Amerika, seperti

UC Berkeley, Stanford University, UC Santa Barbara,

Caltech, dll., serta institusi-institusi dari Asia Pasifik, yang

didominasi oleh Jepang, Korea Selatan dan China. Sementara

untuk Autumn Meetings, tentunya mayoritas pesertanya

berasal dari institusi-institusi di Pantai Timur Amerika,

seperti MIT, Harvard, Princeton, Cornell, Rutgers, dan

tentunya peserta dari Uni Eropa.April lalu bertempat di Moscone Center San Francisco,

pada MRS Spring Meetings 2013, lebih dari 10000 peserta

mengikuti konferensi ini, dimana sebanyak lebih dari 6000

makalah dipresentasikan dalam bentuk presentasi oral

maupun presentasi poster, serta pameran dari 140 perusahaan

peralatan riset dan juga

penerbit. Konferensi

ini terdiri dari 57

simposium paralel

yang berlangsung

selama lima hari,

baik simposium yang

membahas material-

m a t e r i a l y a n g

berkaitan dengan:

e n e r g y s e p e r t i

organic and hybrid

p h o t o v o l t a i c

materials, materials

for vehicular and grid energy storage, nanoscale

thermoelectrics, dll; nanomaterials seperti graphene, material

beyond graphene (2D atomic layers from layered materials),

piezotronics, dll; electronics/photonics seperti material untuk

spintronics, material untuk nonvolatile memory, single-

dopant semiconductor optoelectronics, dll; biomaterials

seperti material untuk imaging dan sensing, material untuk

electronic skins, nanomaterial untuk mengatasi kanker,

bioelektronik, dll; dan bahkan hal-hal yang berhubungan

dengan material untuk sustainable development, material

ekstrim, pendidikan material science, dan juga mengenai

kebijakan yang berhubungan dengan riset material. Selain itu,

ada beberapa sesi tutorial yang ditujukan bagi ilmuwan-

ilmuwan muda yang sedang menempuh S2 atau S3, yaitu

mengenai thin-film compound semiconductor photovoltaics,

film silicon science and technology, nanostructure metal

oxides, nanoscale heat transport, piezoelectric and

piezotronics, emerging materials for nonvolatile memories,

phase-change materials, dan tentang oxide thin films and

oxide heterostructures. Di masing-masing symposium,

terdapat banyak invited presentation dari berbagai ilmuwan

terkenal di bidangnya termasuk beberapa pemenang nobel

yang masih aktif di risetnya. Sebagai pengisi plenary session

yang berlangsung pada malam hari, Arun Majumdar dari

Google, Inc membawakan presentasi mengenai “A New

Industrial Revolution for a Sustainable Energy Future”.

Selain itu, ada juga presentasi special (Fred Kavli

Distinguished Lectureship in Nanoscience) dari Younan Xia,

Georgia Tech. yang berjudul “Colloidal Metal Nanocrystals

– Shape Control, Symmetry Breaking and Niche

Applications”. Pada MRS-Meetings, kegiatan berlangsung

penuh sepanjang lima hari dari pagi hingga malam, yang

mana sesi presentasi poster selalu diadakan pada malam hari.

Dari ribuan pemakalah yang ada, terdapat setidaknya

tujuh orang ilmuwan Indonesia yang datang dari berbagai

institusi di seluruh dunia. Walaupun sedikit, jika

dibandingkan dengan jumlah ilmuwan dari Korea Selatan,

Jepang, China, atau bahkan Vietnam dan Thailand, kontribusi

ilmuwan Indonesia yang ada cukup terasa. Dr. Oki Gunawan, peneliti di IBM Watson Laboratory,

New York, mendapatkan kehormatan untuk membawakan

invited talk pada simposium C (Thin-Film Compound

Semiconductor Photovoltaics). Peraih medali Indonesia

Ilmuwan Indonesia di Materials Research Society Meetings San Francisco 2013

Suasana MRS Spring Meetings 2013

buletin|Vol. 1 No. 1|Juli-September 2013|mrs-id.org

Page 31: Buletin MRS-id Vol 1 No. 1

29

serba-serbi

pertama olimpiade Fisika tahun 1993 ini membawakan

presentasi yang berjudul “High Performance CZTSSe: Device

Physics and Materials”, dimana ditunjukkan sel surya ramah

lingkungan berbasiskan material tersebut yang telah barhasil

mencapai efisiensi 11.1%, rekor dunia untuk system material ini.

Beberapa penghargaan juga didapatkan oleh ilmuwan Indonesia

lainnya. Dr. Satria Z. Bisri, ilmuwan Indonesia dari University of

Groningen, mendapatkan MRS Travel Grant Award, dimana ia

membawakan presentasi pada symposium B (Organic and

Hybrid Photovoltaic Materials and Devices) yang berjudul

“Colloidal Quantum Dots based High Performance

Ambipolar Transistors” . Pada presentasi tersebut

d i d e m o n s t r a s i k a n t r a n s i s t o r y a n g d i b u a t d a r i

nanokristal/quantum dots yang mana transistor ini digunakan

untuk menginvestigasi sifat-sifat transport elektronik pada

material tersebut yang berguna untuk pengembangan sel surya

nanokristal yang berprospek menghasilkan efisiensi yang sangat

tinggi karena adanya proses multiple exciton generation. Selain

itu, Widianta Gomulya, peneliti S3 Indonesia dari University of

Groningen menjadi runner-up poster award untuk symposium P

(Graphene and Related Carbon Nanomaterials). Posternya yang

berjudul “Selective Dispersion of Wide Diameter-range

Semiconducting Carbon Nanotubes by Polyfluorene

Derivatives” menunjukkan kemampuan untuk memilih secara

spesifik carbon nanotubes yang bersifat semikonduktor dengan

membungkusnya menggunakan polimer, sehingga dapat

menghasilkan transistor berperforma tinggi yang difabrikasi

dengan metode yang sangat murah.

Salahsatu ilmuwan Indonesia lainnya juga mendapatkan

highlight pada MRS Meeting Scene, yaitu Aloysius Gunawan,

peneliti S3 Indonesia di University of Minnesota. Presentasinya

di symposium L (Nanoparticle Manufacturing and

Functionalization) yang berjudul “Probing New Electronic and

Plasmonic Interactions in Oleic Acid-capped PbSe Nanocrystal

Arrays” dianggap sangat penting oleh panitia sehingga

mendapatkan publisitas lebih. Ilmuwan Indonesia lainnya, Dr.

Fatwa Abdi dari TU Delft mendemonstrasikan “Efficient Solar

Water Splitting with a Silicon PV-biased Gradient-doped

Oxide Homojunction Photoanode”, yang ia bawakan pada

simposium D (From Molecules to Materials – Pathways to

Artificial Photosynthesis). Dr. Arief C. Wibowo, peneliti

Indonesia di Argonne National Laboratory, Amerika,

menjelaskan mengenai karyanya yang membuat detektor radiasi

yang bekerja pada suhu ruang. Ia membawakannya dalam

presentasinya yang berjudul “Antimony Chalcohalide

Semiconductors as New Candidates for Radiation Detection

at Room Temperature” pada symposium WW (Nuclear

Radiation Detection Materials). Pada MRS meeting ini, juga

diikuti oleh Teuku Muhammad Roffi, yang masih menjadi

mahasiswa S2 (master) di Univers i ty of Electro-

Communication, Jepang. Ia membawakan poster yang berjudul

“Effect of O2/Ni Gas Ratio on the Epitaxial Growth of NiO

Films by Metalorganic Chemical Vapor Deposition”.

Hadirnya ia di konferensi sebesar ini disaat masih sangat muda

akan menjadi pengalaman yang sangat penting untuk karir

saintifiknya ke depan karena dari situlah semangat akan tumbuh.Ketujuh ilmuwan Indonesia yang hadir tersebut

menyempatkan disela-sela waktu konferensinya untuk

berkumpul, berdiskusi dan saling bertukar pengalaman

mengenai kehidupan risetnya. Didapati celetukan-celetukan

menarik seperti “Kapan yaa orang Indonesia bisa sebanyak

orang Korea hadir di acara sebesar ini? Bahkan sekarang orang

Vietnam pun sudah lebih banyak”. Sayangnya ilmuwan

Indonesia yang hadir berafiliasi bukan dengan institusi di

Indonesia. Dari hasil diskusi makan malam tersebut, saling

menyimpulkan bahwa sebenarnya esensi riset itu bukan semata-

mata hasil risetnya, melainkan pengembangan sumber daya

manusia yang didapati dari proses melakukan riset tersebut.

Dengan mengikuti konferensi sebesar ini, kita bisa menyadari

bahwa Indonesia sebagai negara keempat dengan populasi

terbanyak masih belum menjalankan tanggungjawabnya untuk

lebih berkontribusi terhadap pengembangan riset material yang

mana pada akhirnya akan meningkatkan taraf hidup manusia

dimanapun ia berada. Karena pada saat itu pun dibicarakan

tentang MRS-Indonesia, yang hadir di situ berharap suatu saat

MRS-Id bisa seperti MRS-MRS lain yang telah sukses

menstimulus riset material di negaranya.

Publikasi kegiatan MRS-Id diantara yang lainnya

buletin|Vol. 1 No. 1|Juli-September 2013|mrs-id.org

Dari kiri ke kanan: Satria Zulkarnaen Bisri, Oki Gunawan, Widianta Gomulya, Teuku M. Roffi

Page 32: Buletin MRS-id Vol 1 No. 1

Magnet permanen merupakan salah satu dari materialal

fungsional yang sangat lekat dengan berbagai teknologi

modern di abad ke-21 ini. Contohnya, mulai dari earphone

yang sangat kecil hingga alat penghasil fluks magnetik pada

motor hibrida. Dalam konteks konversi energi kinetik ke

energi listrik maupun ataupun sebaliknya, keberadaan magnet

permanen dengan performa yang handal sangatlah penting,

terlebih lagi dengan adanya tuntutan penggunaan energi

(listrik) yang lebih efisien dalam berbagai perangkat. Hal

inilah yang “masih” mendorong pencarian dan riset magnet

permanen berperforma tinggi dan ekonomis hingga saat ini, di

tengah stagnasi yang juga mengikuti. Berbagai jenis material magnet permanen dengan

performa yang belum pernah ada sebelumnya telah ditemukan

dan dikembangkan selama beberapa dekade ini (Gambar 1).

Beberapa di antaranya adalah magnet permanen berbasis

ferrite (Fe-O), alnico (Al-Ni-Co), dan elemen tanah jarang

(rare earth) seperti Sm-Co ataudan Nd-Fe-B. Adapun tingkat

performa (figure of merit) dari berbagai material magnet

permanen yang biasa diekspresikan sebagai (BH) (semakin max

besar nilainya menunjukkan semakin besarnya energi yang

dimiliki oleh suatu magnet tersebut) diperlihatkan pada

Gambar 2 di bawah. Di antara semuanya, magnet berbasis

elemen tanah jarang, khususnya Nd-Fe-B, yang juga

merupakan magnet terkuat mengalami lonjakan produksi

yang sangat tinggi. kebutuhan yang terus meningkat terhadap

magnet permanen, misalnya NdFeB, yang banyak digunakan

sebagai motor penggerak (VCM) piringan pada hard disk

drive atau motor berperforma tinggi pada kendaraan otomotif,

telah menimbulkan kekhawatiran terutama mengenai

ketersediaan elemen tanah jarang yang sangat terbatas dan

terkonsentrasi di beberapa negara saja. Situasi inipun

mendorong berbagai inisiasi riset pengurangan penggunaan

element tanah jarang pada magnet jenis ini di beberapa negara

seperti AS, Jerman, dan Jepang. Tak jarang, kegiatan ambisius

untuk mencari material baru magnet permanen tanpa elemen

tanah jarang pun ditempuh, meskipun hingga saat ini belum

ada satupun laporan saintifik yang menggembirakan.Ironisnya, Indonesia yang dibanjiri berbagai produk

teknologi yang menggunakan magnet permanen masih cukup

tertinggal jauh baik dari segi penelitian maupun kemandirian

produksi, bahkan untuk material magnet yang old-fashioned

seperti berbasis ferrite. Padahal di sisi lain, Indonesia

memiliki persedian mineral bahan baku pembuatan magnet

berbasis ferrite, biasa disebut pasir besi, yang cukup

melimpah ataupun potensi ketersediaan mineral tanah jarang

seperti monazite yang merupakan hasil sampingan dari

pengolahan timah. Berdasarkan situasi ini, pengembangan

riset magnet permanen berbasis ferrite dan logam tanah jarang

(Nd-Fe-B) menjadi bidang penelitian yang sangat strategis

untuk digarap di Indonesia baik dari segi riset materialnya

m a u p u n d a r i s e g i t e k n i k s k a l a i n d u s t r i n y a .

Penelitian material magnet permanen di lembaga-lembaga

Arah Penelitian Magnet Permanen di Indonesia dan Terbentuknya Konsorsium Magnet

Gambar 1. Data produksi magnet Nd-Fe-B (atas) dan prediksi penjualan magnet permanen pada tahun 2010 (bawah). (sumber data : paper O. Gutfleisch et al yang diterbitkan oleh Advanced Materials, 2011, vol 23)

30

serba-serbi

buletin|Vol. 1 No. 1|Juli-September 2013|mrs-id.org

Page 33: Buletin MRS-id Vol 1 No. 1

riset dan perguruan tinggi Indonesia sampai saat ini telah

berjalan hampir lebih dari 20 tahun dengan beberapa pemain

utamanya antara lain Badan Tenaga Nuklir Nasional

(BATAN), Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI), dan

Universitas Indonesia. Namun sayangnya, hasil yang telah

diperoleh masih belum mencapai tahap implementasi produk

akhir. Diseminasi hasil penelitian yang telah dicapai pun

masih belum terarah dengan baik untuk menghilirkannya ke

industri nasional yang ada. Melihat tantangan dan

permasalahan yang ada, beberapa badan penelitian, perguruan

tinggi, dan pelaku industri menginisiasi terbentuknya

Konsorsium Magnet sebagai suatu wadah sinergisasi

kepakaran dan infrastruktur yang mereka miliki untuk

mengembangkan penelitian magnet permanen hingga uji

coba produksi skala industri kecil. Pada awal pendeklarasiannya, Juli 2012, Konsorsium

Magnet terdiri dari empat lembaga riset, satu universitas, dan

satu mitra industri. Mereka adalah Pusat Penelitian Fisika

(P2F) LIPI (Koordinator), Pusat Penelitian Elektronika dan

Telekomunikasi (PPET) LIPI, Pusat Teknologi Bahan dan

Industri Nuklir (PTBIN) BATAN, Departemen Fisika UI, dan

PT. Sintertech sebagai mitra industri. Seiring berjalannya

waktu, pada tahun 2013 ini keanggotaan Konsorsium Magnet

telah mengalami sedikit ekspansi (penambahan-red) dengan

bergabungnya Pusat Penelitian Teknologi Listrik dan

Mekatronika (PPTelimek) LIPI dan Pusat Penelitian dan

Pengembangan Teknologi Mineral dan Batu Bara (TekMIRA)

– Kementerian ESDM. Bergabungnya dua anggota baru ini

diharapkan dapat memperkuat kapabilitas yang telah ada dan

memperluas ruang lingkup program sehingga berbagai

sasaran yang direncanakan di awal terbentuknya konsorsium

magnet dapat terwujud dan berdampak lebih luas. Adapun

tugas/fungsi dari masing-masing badan/institusi yang terlibat

diringkas dalam bagan pada Gambar 3.Sumber dana yang biasa menjadi masalah utama dalam

penelitian material maju di Indonesia mungkin menjadi

pertanyaan pertama terhadap keberadaan Konsorsium

Magnet ini. Seluruh kegiatan Konsorsium Magnet didukung

penuh oleh program Insentif Ristek - Sistem Inovasi Nasional

(SINAS) dari Kementerian Negara Riset dan Teknologi

(KNRT) dalam bentuk pendanaan riset tunai (dana dicairkan

Gambar 3. Tugas/fungsi dari masing-masing badan/institusi yang terlibat di dalam Konsorsium Magnet

Gambar 2. Tingkat performa, (BH) , dari berbagai max

material magnet permanen (bagan atas) dan perbandingan volume kualitatif dari material yang berbeda untuk memperoleh fluks magnetik yang sama besar. (sumber data : paper O. Gutfleisch et al yang diterbitkan oleh Advanced Materials, 2011, vol 23)

Gambar 4. Kurva Histeresis dari serbuk Barium Hexaferrite yang dibuat pada kondisi optimum (atas) dan prototipe magnet berbentuk cincin untuk komponen alat ukur debit air (bawah).

31

serba-serbi

buletin|Vol. 1 No. 1|Juli-September 2013|mrs-id.org

Page 34: Buletin MRS-id Vol 1 No. 1

sejak awal program berjalan) dengan skema penelitian tahun

jamak (multi-years). Penggunaan kata konsorsium pun tidak

lain berangkat dari nama klasifikasi program SINAS yang

memperoleh sokongan dana lebih dari 500 juta rupiah dalam 1 tahun.

Di tahun pertama berjalannya Konsorsium Magnet ini,

fokus penelitian diarahkan pada pengembangan proses

pembuatan magnet permanen Barium Hexaferrite dan Nd-Fe-

B dari serbuk (powder) komersial. Saat ini, telah berhasil

diperoleh serbuk Barium Hexferrite yang diproses dari bahan

baku komersial BaCO dan Fe O dengan sifat remanansi 1.51 3 2 3

kGauss, koersivitas 4.11 kOe, (BH) 0.47 MGOe, dan rapat max

fluks magnetik 700 Gauss. Dan pada tahap selanjutnya, di

pabrik milik PT. Sintertech, telah diujicobakan produksi 1000

buah magnet permanen isotropik berbentuk cincin untuk

komponen sensor alat ukur debit air yang berasal dari 2 kg

serbuk Barium Hexaferrites dengan spesifikasi optimum di

atas. Sedangkan untuk Nd-Fe-B, telah berhasil dibuat pada

skala laboratorium bonded-magnet dari serbuk isotropik

komersial dan epoxy resin yang memiliki sifat magnetik

dengan remanansi sebesar 5.95 kGauss, koersivitas 7.99 kOe,

dan (BH) 7.13 MGOe. Performa dari magnet permanen max

yang telah dihasilkan pada umumnya masih sedikit di bawah

magnet komersial yang dijual di pasaran. Oleh karena itu,

peningkatan kualitas pemrosesan material berdasarkan data

karakterisasi material akan terus dilakukan untuk memperoleh

magnet permanen yang memenuhi standar produk. Selain

penelitian materialnya, di tahun pertama juga telah dilakukan

pengembangan prototipe infrastruktur untuk proses produksi

magnet permanen berupa alat kompaksi magnet dengan

orientasi tunggal dilengkapi kuat medan pemagnetisasi 0.8

Tesla dan sistem pendinginan air (water cooling). Tentunya,

beberapa infrastruktur pelengkap lainnya ditargetkan untuk

terealisasi dalam waktu dekat.Inisiasi di tahun pertama yang juga cukup banyak diisi

proses konsolidasi internal dan komunikasi dengan berbagai

pihak luar yang memiliki kepentingan terkait pengembangan

magnet permanen telah memberikan banyak umpan balik

untuk penajaman road map penelitian magnet permanen baik

dalam jangka pendek (2013-2015), jangka menengah (2015-

2020), maupun jangka panjang (2020-2025) seperti yang

teringkas pada Gambar 6. Road map yang disusun pun

diselaraskan dengan Master Plan Percepatan Pembangunan

Indonesia (MP3I) untuk membawa Indonesia menuju salah

satu kekuatan ekonomi dunia di tahun 2025 khususnya dalam

industri magnet.Setidaknya, beberapa langkah strategis, selain yang telah

disebutkan di atas, telah dan akan segera ditempuh oleh

Konsorsium Magnet dalam mencapai sasaran-sasaran pada

jangka pendek seperti pengembangan sumber daya manusia

(peneliti) melalui serangkaian focus group discussion (FGD)

ataupun intensive short-course, pembuatan prototipe magnet

permanen untuk aplikasi motor pada mobil listrik, penelitian

dan pengembangan bahan baku berbasis sumber daya lokal,

hingga studi kelayakan industri magnet nasional. Besar

harapan bahwa sasaran-sasaran yang ditentukan dapat

tercapai dengan baik dan akan menjadi pondasi bagi

keberlangsungan road map untuk jangka menengah dan akhir.

Penulis :Candra Kurniawan (Peneliti Pertama LIPI)Deni S. Khaerudini (Peneliti Muda LIPI, sedang studi PhD di

Hirosaki University)Ikhtiar (Kontributor Tsukuba)

Gambar 5. Alat kompaksi magnet

Gambar 6. Road map penelitian magnet permanen

32

serba-serbi

buletin|Vol. 1 No. 1|Juli-September 2013|mrs-id.org

Page 35: Buletin MRS-id Vol 1 No. 1

Konferensi Internasional Nanotechnology Application

in Energy and Environment (NAEE) 2012 ini telah

diadakan di kampus Institut Teknologi Bandung (ITB)

pada hari Kamis dan Jumat, 20-21 September 2012.

Konferensi ini diselenggarakan oleh Kelompok Keahlian

Fisika Material Elektronik ITB bekerja sama dengan

Material Research Society of Indonesia (MRS-id).

Konferensi ini telah dihadiri oleh para peneliti baik dari

dalam negeri maupun dari luar negeri yang bergerak pada

penelitian di bidang nanoteknologi dan aplikasinya, para

dosen, dan mahasiswa serta masyarakat umum. Konferensi yang diselenggarakan di Aula Timur ITB ini

secara resmi dimulai pada Jumat (21/09/2012) dengan

Kamis malam merupakan pertemuan komite pelaksana.

Acara konferensi ini dibuka oleh ketua komite pelaksana,

Prof. Mikrajuddin Abdullah. Prof. Mikrajuddin

mengharapkan konferensi ini dapat menjadi tempat

pertukaran pikiran baik antar peneliti maupun antara

penelit i dan industri , khususnya dalam bidang

nanoteknologi terkait energi dan lingkungan. Selain itu,

konferensi ini diharapkan dapat memberikan alternatif

penyelesaian berbagai masalah energi dan lingkungan di

Indonesia sebagai negara berkembang serta berbagai

aplikasi inovatif di bidang nanoteknologi lainnya. Penulis kebetulan juga diminta untuk menjadi

pembicara tamu pada konferensi ini. Tema presentasi yang

penulis sampaikan adalah terkait dengan pengembangan

material terkait aplikasi energi dan lingkungan. Adapun

fokus bahasannya dititikberatkan pada pengembangan

fosfor material, porous partikel, dan pengembangan katalis

untuk Enhance Oil recovery (EOR) yang diharapkan dapat

membantu memecahkan masalah bangsa saat ini. Setelah

presentasi pembicara tamu, sebanyak 35 hasil penelitian

dipresentasikan oleh para presenter yang dating dari

berbagai negara di tiga ruangan presentasi yang berbeda

secara parallel. Berbeda dengan kebanyakan konferensi lainnya di

Indonesia, pada konferensi ini, setelah makalah penelitian

dipresentasikan, makalah tersebut ditulis dalam bentuk

paper kemudian ditelaah oleh sedikitnya 2 reviewer. Di

antara paper yang terkumpul, sebanyak 32 paper berhasil

dipublikasikan di jurnal berskala internasional yaitu

Material Science Forum dengan penerbit Trans Tech

Publication. Jurnal ini diindeks oleh Scopus, Ei

Compendex (CPX), Cambridge Scientific Abstracts

(CSA), Chemical Abstracts (CA), Google and Google

Scholar, ISI (ISTP, CPCI, Web of Science), Institution of

Electrical Engineers (IEE), dan lain-lainnya. Berikut ini

adalah alamat link dari Material Science Forum edisi

NAEE http://www.ttp.net/978-3-03785-622-2.html.

Liputan Konferensi Internasional “Nanotechnology Application in Energy and Environmet (NAEE) 2012”Ferry Iskandar

Suasana konferensi NAEE2012

33

liputan

buletin|Vol. 1 No. 1|Juli-September 2013|mrs-id.org

Page 36: Buletin MRS-id Vol 1 No. 1

Padjadjaran International Physics Symposium (PIPS)

2013 telah terselenggara dengan sukses pada 7-8 Mei 2013 di

Kampus Universitas Padjadjaran Jatinangor, Jl. Bandung

Raya Sumedang km-21. Perhelatan yang diselenggarakan

oleh Jurusan Fisika Fakultas Matematikan dan Ilmu

Pengentahuan Alam (FMIPA) Unpad ini mengambil tema

“kontribusi Fisika untuk lingkungan dan konservasi energy”

(contribution of physics on environmental and energy

conservation). Simposium ini mencakup berbagai bidang

fisika dan aplikasinya seperti ilmu material, instrumentasi,

geofisika, dan fisika teori.PIPS 2013 yang disponsori oleh Material Research

Society of Indonesia(MRS-Id), Himpunan Fisika Indonesia

(HFI) dan Himpunan Optika Indonesia menghadirkan 13

pembicara tamu yang berasal dari berbagai Negara yaitu

Indonesia, Malaysia, Singapura, Jepang, Amerika Serikat, dan

Perancis. Para pembicara yang merupakan peneliti atau

akademisi dari berbagai institusi atau universitas terkemuka

tersebut menyajikan berbagai topik penelitian yang sebagian

besar masih cukup jarang dilakukan oleh peneliti di Indonesia.

Terlepas dari hal itu, antusiasme peserta yang hadir sangat

jelas terlihat dari beragamnya pertanyaan yang diajukan

kepada masing-masing pembicara.Di samping sesi pembicara tamu, terdapat pula sesi

presentasi oral dan sesi presentasi poster yang diikuti oleh

puluhan peneliti dan mahasiswa dari berbagai perguruan

tinggi yang berada di pulau Jawa. Terdapat kurang lebih 43

penyaji pada presentasi oral dan 67 penyaji pada presentasi

poster yang membawakan berbagai topik penelitian. Berbagai

pertanyaan yang disodorkan oleh sesama peserta dan

pengunjung non-penyaji memperlihatkan antusiasme

penonton dan pengunjung yang hadir. Diskusi panjang dan

menarik pun seringkali terjadi, menambah meriahnya kedua

sesi ini. Pada PIPS 2013 kali ini, artikel dari para penyaji di sesi

presentasi oral dan poster yang memenuhi syarat kualitas akan

diajukan untuk publikasi sebagai jurnal conference

proceeding yang diterbitkan oleh American Institute of

Physics (AIP). Hal ini erat kaitannya dengan usaha panitia

untuk menginternasionalisasikan paper-paper dari peneliti

Indonesia yang ikut serta pada PIPS 2013 ini agar dapat

diakses oleh peneliti luar negeri melalui jejaring penerbitan

milik AIP.Pada penghujung rangkaian acara, dihelat suatu sesi

khusus yang dipersembahkan kepada guru besar Program

Fisika Unpad, Dr. Rustam E. Siregar, yang akan segera

memasuki masa pensiun. Sungguh besar jasa dan dedikasi

beliau dalam membesarkan Program Fisika Unpad dan juga

pengembangan berbagai topik penelitian yang terkait

kelimuan Fisika.Pada akhir acara, ketua panitia, Dr. Risdiana, menutup

seluruh rangkaian acara PIPS 2013 kali ini. Dalam pidato

penutupan, ketua panitia mengucapkan terima kasih yang

sebesar-besarnya kepada berbagai pihak yang telah

mendukung kesuksesan penyelenggaraan acara ini. Besar

harapan bahwa PIPS dapat diselenggarakan kembali di waktu

yang akan datang.

Padjadjaran International Physics Symposium (PIPS) 2013

Dari kiri ke kanan : salah satu sesi presentasi oral, pemberian plakat penghargaan kepada invited speakers, dan suasana sesi presentasi poster

34

liputan

buletin|Vol. 1 No. 1|Juli-September 2013|mrs-id.org

Page 37: Buletin MRS-id Vol 1 No. 1

Teknologi material saat ini berkembang sangat cepat

dalam berbagai bidang dari teknologi kedokteran,

elektronika, perminyakan, dan banyak bidang yang lain

sehingga berdampak luar biasa dalam berbagai aspek

kehidupan manusia. Oleh karena itu, negara-negara maju

berlomba-lomba mengalokasikan dana untuk berinvestasi

mengembangkan teknologi material. Sejumlah terobosan

penting yang terjadi di dalam teknologi material diharapkan

muncul dalam rangka untuk memperluas wawasan dan

memperdalam pemahaman manusia terutama paling penting

adalah mampu memberi manfaat untuk hajat hidup orang

banyak. Dengan latar belakang ini, Kelompok Keilmuan

(KK) Fisika Material Elektronik Fakultas Matematika dan

Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA-ITB) menyelenggarakan

Seminar Nasional Material (SNM) 2013 pada Sabtu, 16

Februari 2013. SNM 2013 merupakan seminar nasional yang

kedua.Seminar SNM 2013 ini mengusung tema: “Kontribusi

Penelitian Material dan Aplikasinya untuk Menjawab

Kebutuhan Masyarakat, Industri, dan Kemajuan Bangsa”.

Tujuan seminar yang ingin memberikan manfaat bagi

masyarakat ini pun terlihat dari cakupan bidang yang dibahas

sangat luas, yaitu material elektronik, material magnetik,

material optik, material katalis, nanomaterial, komputasi

material, dan aplikasinya sebagai sumber energi, kesehatan,

dan lingkungan.Acara ini dibuka dengan sambutan dari dekan FMIPA

ITB, Prof. Dr.rer.nat Umar Fauzi yang menyatakan

antusiasmenya terhadap acara seminar ini. Prof. Dr. Toto

Winata, Ketua KK Fisika Material Elektronik, dalam

sambutannya turut mengungkapkan apresiasinya atas

terselenggaranya acara ini. Beliau mengatakan, "SNM 2013

merupakan seminar nasional yang kedua dan untuk

kedepannya diharapkan menjadi seminar dengan taraf

internasional sehingga bisa menjadi tempat bertukar

informasi/ilmu atau perkembangan teknologi material terkini

dari peneliti-peneliti di seluruh penjuru dunia".Salah satu pembicara tamu, Dr. Eng. Muhammad

Miftahul Munir (Fisika ITB), memaparkan materi mengenai

“Sintesis material nanofiber dengan elektrospinning dan

aplikasinya”. Beliau memaparkan, “Elektrospinning

(electrospinning) adalah salah satu metode untuk mensintesis

bahan berstruktur nano yang merupakan teknik sederhana

dan serbaguna untuk fabrikasi serat berukuran nano

(nanofiber). Membran nanofiber yang diperoleh dari teknik

elektrospinning memiliki potensi yang besar untuk

diaplikasikan pada berbagai bidang. Nanofiber sendiri

mempunyai aplikasi yang sangat luas, meliputi komponen

organ buatan, teknik jaringan, bahan implan, dressing luka,

bahan tekstil medis, filter ULPA, udara, minyak, filter bahan

bakar untuk otomotif, filter untuk minuman, farmasi, sel

membran bahan bakar, dye-sensitized solar cell dan yang

lainnya.”. Kemudian, beberapa pembicara memaparkan hasil

penelitian mereka sampai acara ini ditutup pada pukul 13.00,

dan dilanjutkan dengan sesi foto bersama dan pembagian

sertifikat.

Seminar Nasional Material 2013

35

liputan

buletin|Vol. 1 No. 1|Juli-September 2013|mrs-id.org

Suasana Seminar Nasional Material (SNM) 2013

Page 38: Buletin MRS-id Vol 1 No. 1

36

liputan

buletin|Vol. 1 No. 1|Juli-September 2013|mrs-id.org

Seminar Zeolit Indonesia ke-8 telah diadakan di Aula Timur ITB, Bandung pada 4-5 Juni 2013. Seminar ini diadakan oleh Ikatan Zeolit Indonesia dan telah berhasil menghadirkan pakar-pakar international maupun nasional sebagai pembicara plenary, keynote dan oral. Prof. Lynne McCusker dari ETH Zurich, Swiss memaparkan presentasi tentang sejarah p e n e m u a n z e o l i t s i n t e t i k b e s e r t a t e k n i k karakterisasinya seperti difraksi sinar X. Prof. Valentin Valtchev dari Universitas Caen, Perancis memaparkan teknik-teknik untuk mendapatkan kristal zeolit dalam ukuran nanometer. Pada hari ke-2, Prof. Svetlana Mintova dari Universitas Caen, Perancis menunjukkan sintesis yang bebas templat dan aplikasi dari zeolit. Dikarenakan kestabilan termal yang tinggi, luas permukaan dan volume mikropori yang tinggi, zeolit dapat digunakan sensor pada devais optik. Pembicara plenary selanjutnya dalam seminar ini adalah Prof. Suryadi Ismadji dari Univesitas Katolik Widya Mandala, Surabaya. Dr. Ng Eng-Poh dari Universitas Sains Malaysia dan Dr. Wong Ka-Lun dari National Institute of Education, Singapura serta Prof. Aishah Abdul Jalil dari Universiti Teknologi Malaysia bertindak menjadi pembicara keynote. Dalam seminar ini juga dipamerkan poster dari kalangan mahasiswa, peneliti dalam balai penelitian. Selain itu terdapat pameran produk saintifik instrumen dan zeolit yang diabadikan dalam kain batik. Seminar zeolite ke-8 dihadiri lebih dari 100 peserta dari berbagai negara seperti Indonesia, Malaysia, Singapura, Taiwan, Perancis dan Swiss.

Liputan 8th Indonesian Zeolite Seminar, 4-5June 2013, ITB Campus Bandung

Gambar 1. Suasana seminar zeolite ke-8 di Aula Timur ITB. Presentasi dari Prof. Lynne McCusker.

Gambar 2. Batik Zeolit diperkenalkan dari kerjasama antara FMIPA dan FSRD.

Page 39: Buletin MRS-id Vol 1 No. 1

Nanoscience and Nanotechnology Symposium merupakan konferensi ilmiah internasional dengan kualitas akademik tinggi yang diselenggarakan setiap dua tahun sekali. Konferensi ini diselenggarakan dibawah dukungan Material Research Society of Indonesia (MRS-Id), Physics and Applied Physics Society of Indonesia dan Indonesian

thVacuum Society. The 5 Nanoscience and Nanotechnology ndSymposium (NNS 2013), bersamaan dengan The 2 Japan

Powder Technology Forum, akan diselenggarakan di Surabaya pada tanggal 23-25 Oktober 2013 dan diorganisir oleh Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) dan Institut Teknologi Bandung (ITB). Tujuan dari simposium ini adalah untuk memberikan gambaran terkini bidang riset yang luas yang berkaitan dengan nanosains dan nanoteknologi. Para ahli diseluruh dunia akan berbagi pengetahuan baru dan saling bertukar pengetahuan dan gagasan dalam bidang tersebut.

Topik yang akan dibahas dalam simposium ini antara lain meliputi: nanoteknologi untuk industri minyak dan gas, nanomaterial, bio-nanoteknologi, nanoelektronika, nano-optik, komputasi nanosains dan nanoteknologi, nanomanufaktur dan nanoteknologi dalam masyarakat, kesehatan dan lingkungan. Semua makalah lengkap yang dikirim ke NNS 2013 akan direview oleh peer reviewer untuk menjaga standar kualitas kontribusi ilmiah. Makalah yang diterima akan diterbitkan dalam prosiding internasional yang terindeks di Scopus. Info lebih lanjut m e n g e n a i N N S 2 0 1 3 d a p a t d i p e r o l e h d i : http://nns2013.org.

24-25 June 2013

1ST INDONESIAN STUDENT CONFERENCE ON SCIENCE AND MATHEMATICS

Bandung, Indonesia

7-12 Jul 2013

17th International Zeolite Conference

Moscow, Russia

11-16 Aug 2013

Gordon Research Conference on Nanoporous Materials and Their Applications

Holderness, NH, USA

2-4 Sep 2013

3rd ITB Catalysis Symposium

Bandung, Indonesia

3-6 Sep 2013

International Porous and Powder Materials Symposium and Exhibition - PPM 2013

Izmir, Turkey

6-9 Sep 2013

5th International Symposium on Advanced Micro- and Mesoporous Materials

Golden Sands, Bulgaria

8-12 Sep 2013

1st International Symposium on Mesoporous Zeolites, ACS National Meeting

Indianapolis, IN, USA

11-14 September 2013

Workshop on Layered Materials: Challenges in layered materials: synthesis, characterization, properties

Liblice Castle, Czech Republic

17-18 September 2013

The 2013 International Conference on Advanced Materials Science and Technology

Yogyakarta, Indonesia

21-25 April 2014

MRS Spring Meeting & Exhibit

San Francisco, CA, USA

30 Nov-5 Dec 2014

MRS Fall Meeting & Exhibit

Boston, MA, USA

24-25 Juni 2013

1ST INDONESIAN STUDENT CONFERENCE ON SCIENCE AND MATHEMATICS

Bandung, Indonesia

7-12 Juli 2013

17th International Zeolite Conference

Moscow, Russia

11-16 Agustus 2013

Gordon Research Conference on Nanoporous Materials and Their Applications

Holderness, NH, USA

2-4 September 2013

3rd ITB Catalysis Symposium

Bandung, Indonesia

3-6 September 2013

International Porous and Powder Materials Symposium and Exhibition - PPM 2013

Izmir, Turkey

6-9 September 2013

5th International Symposium on Advanced Micro- and Mesoporous Materials

Golden Sands, Bulgaria

8-12 September 2013

1st International Symposium on Mesoporous Zeolites, ACS National Meeting

Indianapolis, IN, USA

11-14 September 2013

Workshop on Layered Materials: Challenges in layered materials: synthesis, characterization, properties

Liblice Castle, Czech Republic

17-18 September 2013

The 2013 International Conference on Advanced Materials Science and Technology

Yogyakarta, Indonesia

21-25 April 2014

MRS Spring Meeting & Exhibit

San Francisco, CA, USA

30 Nov-5 Dec 2014

MRS Fall Meeting & Exhibit

Boston, MA, USA

The 5th Nanoscience and Nanotechnology SymposiumSurabaya, 23-25 Oktober 2013

37

agenda

buletin|Vol. 1 No. 1|Juli-September 2013|mrs-id.org

Page 40: Buletin MRS-id Vol 1 No. 1

Berdasarkan AD/ART MRS-Id, anggota MRS-Id adalah mereka yang telah memperoleh pendidikan formal di bidang yang

berkaitan dengan riset material (setara sarjana ke atas) yang bekerja di dalam bidang pengembangan, pengajaran atau

penyebarluasan pengetahuan tentang ilmu dan rekayasa material, dan mereka yang secara professional bekerja di dalam bidang

riset material.

Keanggotaan MRS-Id terdiri dari empat kategori yaitu Anggota Biasa, Anggota Utama, Fellow, dan Anggota Mahasiswa:

1. Anggota Biasa adalah warga negara Republik Indonesia yang memperoleh pendidikan formal sekurang-kurangnya S1 di

dalam bidang yang berkaitan dengan riset material, atau mereka yang secara professional bekerja di dalam bidang yang

terkait dengan riset material.

2. Anggota Mahasiswa adalah warga negara Republik Indonesia yang sedang menempuh pendidikan formal S1 di bidang

yang berkaitan dengan ilmu material.

3. Anggota Utama dan Fellow ditentukan berdasarkan skor penelitian di bidang riset material yang telah dipublikasikan di

jurnal ilmiah internasional, jurnal ilmiah nasional, prosiding pertemuan ilmiah internasional, dan prosiding pertemual

ilmiah nasional dan keterlibatan aktif dalam kegiatan ilmiah internasional dan nasional.

Anggota Utama adalah warga negara Republik Indonesia yang telah mencapai skir penelitian dan kegiatan di bidang

material minimum sebesar 100 poin.

Fellow adalah warga negara Republik Indonesia yang telah mencapai skor penelitian dan kegiatan di bidang material

minimum sebesar 250 poin; dan warga negara asing yang memiliki reputasi luar biasa dalam bidang riset material dan

diakui secara internasional.

Adapun penentuan skor penelitian untuk menjadi Anggota Utama dan Fellow dihitung berdasarkan:

1. Satu makalah yang terbit di jurnal ilmiah internasional memiliki poin 4.

2. Satu makalah yang terbit di jurnal ilmiah nasional memiliki poin 1.

3. Satu makalah yang terbit di prosiding pertemuan ilmiah internasional memiliki poin 0,75.

4. Satu makalah yang terbit di prosiding pertemuan ilmiah nasional memiliki poin 0,5.

5. Menjadi ketua atau anggota dewan editor jurnal ilmiah internasional tentang material dan bidang terkait memiliki poin 2

per tahun masa jabatannya.

6. Menjadi ketua atau anggota dewan editor jurnal ilmiah nasional tentang material dan bidang terkait per tahun memiliki

poin 1 per tahun masa jabatannya.

7. Menjadi ketua atau anggota komite pertemuan ilmiah internasional tentang material dan bidang terkait per pertemuan

memiliki poin 1. 8. Menjadi ketua atau anggota komite pertemuan ilmiah nasional tentang material dan bidang terkait per pertemuan

memiliki poin 0,5 per pertemuan.

Keanggotaan

38

liputan

buletin|Vol. 1 No. 1|Juli-September 2013|mrs-id.org

Page 41: Buletin MRS-id Vol 1 No. 1
Page 42: Buletin MRS-id Vol 1 No. 1