1. Grafena

Grafena merupakan alotrop karbon yang berbentuk lembaran datar tipis di mana setiap atom karbon memiliki ikatan sp2 dan dikemas rapat dalam bentuk kisi kristal seperti sarang lebah. Ia dapat dilihat sebagai sebuah jaring-jaring berskala atom yang terdiri dari atom karbon beserta ikatannya. Nama grafena berasal dari GRAPHITE + -ENE; grafit sendiri terdiri dari banyak lembaran grafena yang ditumpuk secara bersama. Pada tahun 2010 Andre Geim dan Konstantin Novoselov mendapat hadiah Nobel di bidang kimia karena karyanya dalam mengembangkan grafena 2 dimensi.

Ikatan karbon-karbon pada grafena adalah sekitar 0,142 nm. Grafena merupakan unsur struktur dasar dari alotrop karbon, meliputi grafit, tabung nano karbon, dan fulerena. Grafena juga dapat dianggap sebagai molekul aromatik yang sangat besar, yang merupakan kelompok senyawa hidrokarbon polisiklik aromatik datar.

Grafena yang sempurna secara eksklusif terdiri dari sel-sel yang berbentuk heksagonal; sel berbentuk segi lima dan segi tujuh merupakan sel yang cacat. Jika terdapat sel bersegi lima yang terisolasi , maka bidang akan mengkerut menjadi berbentuk kerucut; penyisipan 12 segi lima akan membentuk fulerena. Demikian pula, penyisipan sel segi tujuh yang terisolasi menyebabkan lembaran menjadi berbentuk pelana. Penambahan yang terkontrol dari segi lima dan segi tujuh memungkinkan terbentuknya berbagai bentuk komplek, misalnya carbon nanobud. Tabung nano karbon berdinding tunggal dapat dianggap sebagai silinder grafena; yang sebagian kecil memiliki tutup berbentuk setengah bola (yang melibatkan 6 segi lima) di setiap ujungnya.Aplikasi dari grafena seperti :

1. Pendeteksi molekul gas tunggalGrafena dapat digunakan sebagai sensor yang sangat baik untuk menentukan struktur

2D dimana keseluruhan isi grafena memiliki permukaan yang besar, membuat grafena sangat efisien untuk mendeteksi molekul yang diadsorpsi.Lokasi dari adsorpsi mengalami perubahan dalam tahanan listrik. Saat efek ini terjadi dalam material lain, grafena memiliki keunggulan karena mempunyai konduktivitas listrik yang tinggi dan rendahnya gangguan, yang membuat grafena ini tidak mengalami perubahan dalam mendeteksi.2. Transistor grafena

Transistor grafena sudah ditemukan sejak 2 tahun yang lalu, namun transistor tersebut masih mengalami kebocoran dan memengaruhi penampilan atau performa jika digunakan pada chip komputer, akan tetapi setelah dua tahun berikutnya kebocoran dari graphene dapat ditutupi dan telah diciptakan transistor grafena yang benar-benar stabil. Transistor grafena memiliki kelebihan dibandingkan dengan material lain seperti silikon,diantaranya tidak cepat membusuk dan tidak cepat teroksidasi.

PENEMU GRAFENA

Konstantin Novoselov

Lahir23 Agustus, 1974Nizhny Tagil, RSFS Rusia, Uni Soviet

Tempat tinggal InggrisKewarganegaraan Britania Raya

Kebangsaan RusiaBidang Solid State PhysicsInstitusi Universitas Manchester

Alma materInstitut Fisika dan Teknologi MoskwaUniversitas Nijmegen

Pembimbing doktoralJan Kees Maan, Andre K. Geim

Dikenal karena Pembelajaran atas grafena

PenghargaanPenghargaan Nobel dalam Fisika (2010)

Konstantin Novoselov (lahir di Nizhny Tagil, Republik Sosialis Federasi Soviet Rusia, Uni Soviet, 23 Agustus 1974; umur 41 tahun)[1] adalah seorang fisikawan warga negara Inggris dan Rusia yang mendapat Penghargaan Nobel Fisika tahun 2010 bersama Andre K. Geim untuk penemuan mereka di bidang material grafena (graphene) 2 dimensi.

Andre K. Geim

Lahir1 Oktober, 1958Sochi, Rusia

Tempat tinggal InggrisKewarganegaraan Belanda

InstitusiInstitute of Solid State PhysicsUniversitas NijmegenUniversitas Manchester

Alma materInstitut Fisika-Teknik MoskwaInstitute of Solid State Physics

Mahasiswa doktoral

Konstantin Novoselov

Dikenal karenamenemukan grafenamelayakan sebuah katakmengembangkan pita tokek

Penghargaan

Ig Nobel Prize (2000)Mott Prize (2007)EuroPhysics Prize (2008)Körber Prize (2009)John J. Carty Award (2010)Hughes Medal (2010)Penghargaan Nobel dalam Fisika (2010)

Andre Konstantinovich Geim (lahir di Sochi, Rusia, 1 Oktober 1958; umur 57 tahun) adalah seorang fisikawan warga negara Belanda yang mendapat Penghargaan Nobel Fisika tahun 2010 bersama Konstantin Novoselov untuk penemuan mereka di bidang material grafena (graphene).

2. Peranti muatan-berpasangan (charge-coupled device/CCD)

Peranti muatan-berpasangan (bahasa Inggris: charge-coupled device atau CCD) adalah sebuah sensor untuk merekam gambar, terdiri dari sirkuit terintegrasi berisi larikan kondensator yang berhubungan, atau berpasangan. Di bawah kendali sirkuit luar, setiap kondensator dapat menyalurkan muatan listriknya ke tetanggannya. CCD digunakan dalam fotografi digital dan astronomi (terutama dalam fotometri), optikal dan spektroskopi UV dan teknik kecepatan tinggi seperti penggambaran untung.

Operasi dari peranti ini yaitu ketika sebuah foton membentur atom, ini dapat mengangkat sebuah elektron ke tingkat energi yang lebih tinggi, atau dalam beberapa kasus, melepaskan elektron dari atom. Ketika cahaya menimpa permukaan CCD, ini membebaskan beberapa elektron untuk bergerak dan berkumpul di kondensator. Elektron tersebut digeser sepanjang CCD oleh pulsa-pulsa elektronik dan dihitung oleh sebuah sirkuit yang mengambil elektron dari setiap piksel kedalam sebuah kondensator lalu mengukur dan menguatkan tegangan yang membentanginya, lalu mengosongkan kondensator. Ini memberikan sebuah citraan hitam-putih yang efektif dengan mengukur seberapa banyak cahaya yang jatuh disetiap piksel.

CCD yang memiliki baris tunggal dapat digunakan sebagai saluran tunda. Sebuah tegangan analog dikenakan pada kondensator pertama dalam larikan, dan perintah yang berselang tetap diberikan kepada setiap kondensator untuk memindahkan muatannya ke tetangganya. Dengan demikian seluruh larikan digeser setiap satu lokasi. Setelah sebuah tundaan yang setara dengan jumlah kondensator dikalikan interval geser, muatan yang mencerminkan sinyal masukan tiba di kondensator terakhir di larikan, dimana muatan ini dikuatkan untuk menjadi sinyal keluaran. Proses ini terus berlanjut, menciptakan sebuah sinyal di keluaran yang merupakan versi tertunda dari masukan, dengan beberapa cacat dikarenakan frekuensi pencuplikan. Sebuah CCD yang digunakan untuk hal ini juga dikenal dengan saluran tunda regu-ember. Penggunaan CCD dalam hal ini sering digantikan dengan saluran tunda digital.

CCD dengan beberapa baris piksel menggeser muatannya secara vertikal menuju ke baris terbawah, dan hanya baris terbawah yang dibaca keluarannya secara konvensional. Kecepatan dari sirkuit pengukur harus cukup cepat untuk menghitung semua baris bawah, lalu menggeser baris tersebut kebawah dan mengulanginya untuk setiap baris yang lain, hingga seluruh baris terbaca. Di kamera video, seluruh proses ini membutuhkan kira-kira 40 kali setiap detik.

Beberapa faktor dapat memengaruhi ketika foton mengakibatkan bumn membebaskan elektron, sirkuit dalam CCD dapat menghalangi cahaya untuk masuk, gelombang yang lebih panjang dapat menembus kedalam CCD tanpa berinteraksi dengan atom-atom, beberapa gelombang yang lebih pendek dapat memantul di permukaan, dan lain sebagainya. Mengetahui berapa banyak foton yang jatuh ke permukaan fotoreaktif akan membebaskan elektron adalah ukuran akurat sensitivitas CCD. Hal ini disebut dengan efisiensi kuantum dan dinyatakan dalam persentase.

PENEMU CCD

Willard S. Boyle

Lahir19 Agustus 1924 (umur 91)Amherst, Nova Scotia, Kanada

Tempat tinggal KanadaBidang fisika terapanInstitusi Bell Labs

Alma mater McGill UniversityDikenal karena CCD (Charge-coupled device)

Penghargaan

IEEE Morris N. Liebmann Memorial AwardDraper PrizePenghargaan Nobel dalam Fisika (2009)

Willard Sterling Boyle (lahir di Nova Scotia, 19 Agustus 1924; umur 91 tahun) adalah seorang fisikawan warga-negara Kanada yang memperoleh Penghargaan Nobel Fisika tahun 2009 bersama Charles K. Kao dan George E. Smith untuk penemuan mereka dalam bidang sensor citra CCD.

Charles K. Kao

Lahir4 November 1933 (umur 82)Shanghai, RRT

Tempat tinggal Hong Kong

Kewarganegaraan

Hong Kong (Republik Rakyat Tiongkok)Amerika SerikatBritania Raya[1]

Bidang Optika

InstitusiUniversitas Tionghoa di Hong Kong

Alma materSt. Joseph's CollegeImperial College London

Dikenal karena serat optik

Penghargaan

Liebmann Award (1978)Bell Medal (1985)Faraday Medal (1989)McGroddy Prize (1989)Prince Philip Medal (1996)Japan Prize (1996)Draper Prize (1999)Penghargaan Nobel dalam Fisika (2009)

Charles Kuen Kao (高錕 Kāo Kūen?, lahir di Shanghai, 4 November 1933; umur 82 tahun) adalah seorang insinyur teknik listrik warga negara Amerika Serikat dan Inggris, dan juga merupakan seorang pioner dalam bidang serat optik (optical fiber) yang digunakan untuk keperluan telekomunikasi. Ia memperoleh Penghargaan Nobel Fisika tahun 2009 bersama Willard Boyle dan George E. Smith untuk penemuan mereka di bidang serat optik dan (sensor citra CCD bagi Willard Boyle dan George E. Smith).

George E. Smith

Lahir10 Mei 1930 (umur 85)White Plains, New York

Kebangsaan  United StatesBidang FisikaInstitusi Bell Labs

Alma materUniversity of Chicago (Ph.D. 1959)University of Pennsylvania (B.S. 1955)

Dikenal karena CCD (Charge-coupled device)

Penghargaan

IEEE Morris N. Liebmann Memorial Award (1974)Draper Prize (2006)Penghargaan Nobel dalam Fisika (2009)

George Elwood Smith (lahir di New York, 10 Mei 1930; umur 85 tahun) adalah seorang fisikawan warga-negara Amerika Serikat yang memperoleh Penghargaan Nobel Fisika tahun 2009 bersama Charles K. Kao dan Willard S. Boyle untuk penemuan mereka dalam bidang sensor citra CCD.