Karakterisasi Material Semikonduktor Memanfaatkan Sinyal Akustik

Penelitian ini diklaim sebagai penemuan terbaru yang mampu membuktikan bahwa suara dengan frekuensi tinggi dapat dikonversi menjadi cahaya. Penelitian ini dilakukan oleh Lawrence Livermore National Labroratory dan dipublikasikan secara resmi Pada 18 Maret 2009.

Dasar percobaan dalam penelitian ini adalah dengan membalik proses konversi sinyal listrik menjadi suara. Para peneliti yakin bahwa mereka telah menemukan suatu tools baru yang dapat membuka jalan bagi pengembangan suatu chips komputer, LED, dan transistor.

Eksperimen ini menggunakan speaker piezoelektrik yang biasa digunakan pada sel telepon dan sonar pada kapal selam. Speaker piezoelektrik maupun sonar memiliki sifat instrinsik untuk dapat mengkonversi listrik menjadi suara atau memindahkannya menjadi listrik. Para peneliti menggunakan frekuensi rendah yang masih dapat didengar oleh manusia yang dihasilkan oleh piezoelkektrik kemudian diperbesar hingga 100 juta kali. Sinyal listrik yang dihasilkan akan menghasilkan radiasi atau gelombang cahaya dengan frekuensi terahertz.

Sebelum penemuan ini, pada sepuluh tahun terakhir beberapa peneliti memang telah mempelopori penggunaan laser dengan orde sub pico sekon untuk mendemonstrasikan pembangkitan dan pendeteksi akustik dan gelombang kejut pada material dengan frekuensi hingga terahertz. Namun seperti yang sudah dikatakan sebelumnya, pada penelitian ini terjadi proses balik yang dapat mengkonversi gelombang suara berfrekuensi tinggi menjadi listrik. Para peneliti memprediksikan bahwa gelombang akustik berfrekuensi tinggi dapat dideteksi dengan melihat radiasi yang diemisikan saat gelombang akustik melewati interface antara material piezoelektrik.

Para peneliti menggunakan berkas laser yang akan melompatkan gelombang akustik (seperti pendeteksi kecepatan pada radar) untuk mengobservasi suara berfrekuensi tinggi. Manfaat dari teknik yang diajukan oleh Lawrence Livermore National Labroratory ini yaitu percobaan ini tidak membutuhkan suatu berkas laser eksternal-gelombang akustik itu sendiri mengemisikan cahaya yang akan dideteksi.

Fenomena baru dalam penelitian dimanfaatkan dalam bidang material untuk menyelidiki struktur sifat material berukuran nano. Hal ini dikarenakan metoda yang digunakan memiliki potensi untuk mengkarakterisasi device semikonduktor menjadi lebih akurat dibandingkan metoda nondestruktif yang ada pada umumnya. Tantangan dalam percobaan ini adalah pendeteksian gelombang yang berguna untuk menyelidiki material pada skala yang sangat kecil. Karena Gelombang suara dengan frekuensi tinggi pada umumnya memiliki panjang gelombang mendekati skala atom.

Aplikasi yang memanfaatkan teknologi berbasis akustik untuk membangkitkan terahertz ini mebuka jalan baru menuju generasi radiasi terahertz juga dapat dimanfaatkan dalam bidang keamanan, medik dan lain-lain. Aplikasi keamanan berfungsi untuk mendeteksi sesuatu yang bersifat eksplosif. Sedangkan aplikasi dalam bidang medik, dapat berfungsi untuk mendeteksi kanker.

Para peneliti dari Lawrence Livermore Labroratory optimis sekali dengan penemuan ini. Oleh karena itu untuk mendapatkan hasil yang lebih baik dan bisa dimanfaatkan dalam berbagai bidang, Lawrence Livermore Labroratory menggandeng para peneliti dari Los Alamos National Labroratory dan disponsori oleh perusahaan manufaktur elektronik Nitronex Corp.

Penelitian ini membuktikan peran akustik dalam bidang advance technology selalu beriringan dan mendukung satu-sama lain. Di lain pihak, hal ini membuat saya berbangga hati sebagai mahasiswa teknik fisika yang mendapatkan pemahaman akan fenomena akustik yang berhubungan dengan dunia material sekaligus.

Sumber :

Shifting sound to light may lead to better computer chips

Sound Waves Generate Light

http://www.sciencedaily.com/releases/2009/03/090316142436.htm

http://www.llnl.gov