Beralih Ke Nanoteknologi

Perkembangan teknologi telah mengantarkan elektronika beralih dari orde mikro ke nano, yang berarti komponen elektronika kelak dapat dibuat dalam ukuran seribu kali lebih kecil dibandingkan generasi mikroelektronika sebelumnya. Pada awal tahun '90-an, Dr. Rohrer, penemu tunneling electron microscope dan pemenang hadiah Nobel bidang fisika tahun 1986, meramalkan bahwa mikroelektronika akan segera digantikan oleh nanoelektronika atau quantum dot. Sedang prof. Petel (president UCLA) meramalkan bahwa teknologi fotonik akan menggantikan mikroelektronika di awal abad 21 ini. Feyman pada akhir tahun 1959 juga telah meramalkan akan hadirnya teknologi ini pada abad 21. Berbagai penelitian telah gencar dilakukan, hal ini akan membuat kita benar-benar merealisasikan dan merasakan teknologi yang hanya sepuluh kali lebih besar dari ukuran atom, nanoteknologi.
Para perintis nanoteknologi dunia, suatu bidang baru teknologi miniatur, telah melihat kemungkinan penggunaan materi seukuran molekul untuk membuat komponen elektronika di masa depan. Dalam teknologi ini, ukuran sirkuit-sirkuit elektronika bisa jadi akan lebih kecil dibandingkan garis tengah potongan rambut atau bahkan seukuran dengan diameter sel darah manusia. Ukuran transistor di masa mendatang akan menjadi sangat kecil berskala atom yang disebut quantum dot.
Gambar struktur quantum dot.
Quantum dot adalah perangkat kecil yang mengandung setetes kecil elektorn bebas yang memiliki ukuran mendekati satu nanometer dan memiliki penampilan seperti sifat-sifat semikonduktor. Semikonduktor adalah bahan padat yang memiliki beberapa konduktivitas listrik. Silikon merupakan salah satu bahan yang paling populer digunakan dalam membuat quantum dot.
1 nanometer = 10-9 meter
1 nanometer = 10-3 mikrometer

Ukuran quantum dot, sekitar satu nanometer, karena itu menyebabkan quantum dot menunjukkan sifat-sifat yang tidak biasa yang tidak ada dalam sampel bahan semikonduktor yang lebih besar. Sifat-sifat ini bisa memiliki beberapa manfaat bagi manusia, tidak terbatas pada energi dan produksi cahaya saja. Tidak seperti beberapa bentuk nanoteknologi, quantum dot tidak teoritis. Dan Ini telah dibuat dalam setting dunia nyata.
Quantum dot memiliki beberapa aplikasi yang berbeda. Beberapa quantum dot dapat digunakan sebagai dioda yang memancarkan cahaya dalam menampilkan sinyal, pewarnaan sel untuk pengamatan ilmu pengetahuan kehidupan, bahkan tinta yang dapat membantu dalam bercak palsu. Keamanan aplikasi lain yang dapat segera diaplikasikan adalah debu aroma lumine, yang dapat digunakan untuk melacak penyusup di wilayah terbatas.
Banyak seperti serat optik, quantum dot juga dapat digunakan untuk mengirimkan data. Beberapa perkiraan menunjukkan bahwa transfer data menggunakan quantum dot bisa meningkatkan jutaan kali lipat koneksi Ethernet standar.
Kunci quantum dot adalah dalam elektron. Elektron menempati salah satu dari dua pita dalam sebuah kristal bahan itu. Dengan memberikan rangsangan yang tepat, sebuah elektron, atau mungkin lebih dari satu, dapat didorong untuk berpindah dari satu pita ke pita yang lain. Ketika bergerak dari satu pita ke pita yang lain, maka akan terbentuk sebuah lubang (hole), yang bermuatan positif. Bersama-sama, lubang dan elektron disebut sebagai sebuah eksiton.
Elektron dan lubang di dalam eksiton biasanya terdapat jarak antara satu sama lain. Jarak itu disebut dengan jari-jari Bohr eksiton. Namun, jika kristal berkurang ukurannya, eksiton mendesak gap (jarak) ini. Hal itu terjadi, untuk merubah kemampuan kristal untuk menyerap dan memancarkan energi. Pada saat kejadian seperti itulah, quantum dot dibuat. Warna yang berbeda dapat diperoleh dengan mengurangi atau meningkatkan ukuran quantum dot.
Beralih ke nanoteknologi, beberapa tahun silam, pada bulan Mei 1988, dalam acara konferensi pengembangan antariksa di Pittsburg, K. Eric Drexler, pakar komputer dari Universitas Stanford, Amerika Serikat, mengemukakan tentang peluang pengembangan nanoteknologi di masa mendatang. Teknologi ini didasarkan pada kemampuan membuat perangkat elektronika dengan ketelitian setingkat ukuran atom. Drexler melihat bahwa makhluk hidup merupakan bukti adanya nanoteknologi. Dexler menguraikan kemungkinan pembuatan alat seukuran molekul yang proses kerjanya menyerupai molekul dari protein yang menjalankan fungsinya di dalam tubuh manusia. Drexler juga meramalkan bahwa zaman nanoteknologi akan dimulai memasuki awal milenium tiga ini. Itulah sejarah awal nanoteknologi di dunia. Dengan beralih ke nanoteknologi ini, tentu saja bidang yang paling banyak dipengaruhi adalah dalam disain komputer. Molekul-molekul akan dihimpun sehingga membentuk komponen elektronika yang mampu menjalankan tugas tertentu. Suatu terobosan besar akan terjadi bila para pakar dapat mewujudkan hal tersebut untuk membuat nanokomputer. Dengan komponen seukuran molekul, nanokomputer dapat masuk ke dalam kotak seukuran satu mikrometer. Komputer ini mampu bekerja ratusan ribu kali lebih cepat dibandingkan mikrokomputer elektronik yang ada saat ini.
Penelitian yang kini sedang dilakukan oleh para pakar adalah mengembangkan metode penggantian dengan materi protein terhadap molekul, alat memori dan struktur lain yang kini ada di dalam komputer. Jacob Hanker, profesor rekayasa biomedik dari Universitas North Caroline, AS, telah berhasil melakukan percobaan membuat komponen semikonduktor dengan bahan-bahan biologis.
Mesin-mesin elektronik yang dinamai juga kuantum elektronik akan memiliki kemampuan mengolah pulsa yang jauh lebih besar. Kuantum teknologi ini akan mampu menerobos keterbatasan dan kejenuhan mikroelektronika yang ada saat ini. Perusahaan komputer IBM saat ini sedang merancang komputer dengan teknologi kuantum yang disebut kuantum komputer. Jika komputer tersebut telah memasuki pasar, maka komputer generasi pendahulu yang masih menggunakan teknologi mikroelektronika akan tersingkir.
Nanoteknologi sesungguhnya sudah ada sejak lama dan selalu bersama kita, yakni dalam tubuh kita berupa molekul-molekul, seperti protein bahkan pada sel darah merah yang mengalir dalam tubuh kita. Teknologi sangat kecil yang hanya berukuran satu per satu miliar meter ini akan membawa kita kepada revolusi teknologi. Teknologi ini tentunya memberikan manfaat yang sangat berpengaruh dalam kehidupan manusia. Teknologi baru akan segera mengubah sistim jaringan telekomunikasi di awal milenium tiga ini. Teknologi ini juga akan membawa dunia kepada ciri-ciri baru dalam perangkat teknologinya, yaitu : berukuran sangat kecil, berkerapatan tinggi, kecepatan kerjanya tinggi, bermulti fungsi, memiliki kontrol yang serba automatik, hemat dalam konsumsi energi dan ramah lingkungan.

Sumber: http://blog.uin-malang.ac.id/nurun/2011/01/15/what-is-quantum-dot/ http://id.wikipedia.org/wiki/Esai
http://www.elektroindonesia.com/elektro/khu31.html