AULIA RINALDY BLOG

Peran teknologi nano dalam pengembangan teknologi informasi (IT, information technology), sudah tidak diragukan lagi. Bertambahnya kecepatan komputer dari waktu ke waktu, meningkatnya kapasitas hardisk dan memori, semakin kecil dan bertambahnya fungsi telepon genggam, adalah contoh-contoh kongkrit produk teknologi nano di bidang IT. Dalam tulisan ini akan dipaparkan kontribusi teknologi nano pada pengembangan IT secara garis besar, yang sampai saat ini dapat dibagi menjadi tiga.

Pertama, penambahan kepadatan jumlah divais. Gambaran mudahnya, bila ukuran satu buah transistor bisa dibuat lebih kecil maka kepadatan jumlah transistor pada ukuran chip yang sama secara otomatis akan menjadi lebih besar. Dalam pembuatan LSI (large scale integrated), sedapat mungkin jumlah transistor dalam satu chip bisa diperbanyak.

Sebagai contoh, tahun 2005, INTEL berhasil meluncurkan 70 Megabit SRAM (static random access memory) yang dibuat dengan teknologi nano proses tipe 65 nanometer (nm). Pada produk baru ini, di dalam satuchip berisi lebih dari 500 juta buah transistor, dimana lebih maju dibanding teknologi processor tipe 90 nm yang dalam satu chipnya berisi kurang lebih 200 juta transistor. Diperkirakan ke depannya, sejalan dengan terus majunya teknologi nano, ukuran transistor terus akan mengecil sesuai dengan hukum Moore dan processor tipe 45 nm akan masuk pasar tahun 2007, dan selanjutnya tahun 2009 akan diluncurkan processor 32 nm.

Terkait dengan usaha untuk memperkecil ukuran divais ini, salah satu mimpi besar dari para ilmuan di Amerika saat ini adalah membuat memori atom, dan ini pernah secara langsung dilontarkan oleh Presiden Bill Clinton tahun 2001 ketika peluncuran proyek nasional nanoteknologi. Mereka bermaksud untuk memasukkan semua data yang ada di perpustakaan nasional ke dalam satu chip memori atom yang berukuran satu sentimeter (cm) kubik.

Mari kita coba menganalisa apakah memungkinkan data sebanyak itu dikumpulkan dalam satu chip berukuran satu cm kubik. Satu cm jika diubah dalam satuan ukuran atom yaitu amstrong, berarti sama dengan 10 pangkat 8 amstrong. Jika chip memori berupa kubus yang masing-masing panjang sisinya 1 cm, maka chip tersebut berisi atom sebanyak 10 pangkat 24 buah.

Prinsip pembuatan memori atom sendiri adalah dengan menyiapkan 2 jenis atom yaitu atom besar dan atom kecil, dan mendefinisikan atom besar sebagai 0 dan atom kecil sebagai 1. Jika kedua jenis atom tersebut ketika dijejerkan bisa dibaca dengan baik, maka bisa didefinisikan bahwa jumlah bit sebanyak jumlah atom.

Data atau informasi yang terdapat dalam satu buah buku biasanya akan bisa masuk dalam satu lembar CD-ROM yang jumlah bit-nya kurang lebih 10 pangkat 9. Karena jumlah atom dalam chip memori atom sebanyak 10 pangkat 24 buah, dan satu buah buku diperkirakan sebanyak 10 pangkat 9 bit, maka dalam satu chip akan bisa memuat sekitar 10 pangkat 15 buah buku. Sungguh, jumlah yang sangat besar. Kalau saja, dalam satu tahun ada 1 juta buku, maka secara kalkulasi, satu chip bisa memuat informasi selama lebih dari 10 tahun. Jadi, jika teknologi kontrol peletakan satu persatu atom bisa dilakukan dengan baik, maka bukan hal yang mustahil memori atom tersebut bisa direalisasikan.

Kedua, memungkinkannya aplikasi efek kuantum. Ukuran material jika mencapai satuan nanometer, maka secara otomatis akan muncul fenomena-fenomena baru dalam fisika kuantum yang tidak dijumpai pada fenomena fisika klasik, yaitu efek kuantum. Fenomena unik ini menjadi perhatian yang besar bagi ilmuan sekarang untuk diaplikasikan dalam teknologi elektronika saat ini.

Penggunaan efek kuantum sendiri dalam divais bermacam-macam. Salah satunya adalah divais elektronika yang menggunakan struktur kecil kuantum dot maupun superlatis. Pada divais dengan struktur superlatis inilah yang diproyeksikan bisa dipakai dalam aplikasi divais dengan kecepatan tinggi. Contoh divais dari jenis ini yang sudah diproduksi adalah HEMT (High Electron Mobility Transistor) yang biasa dipakai pada sistem pemancar satelit.

Keunikan fenomena lain di area nanometer ini adalah munculnya energi level yang diskrit. Bahkan, semakin kecil ukuran suatu benda, maka diskritnya energi level semakin jelas. Aplikasi yang sudah terlihat betul dari fenomena ini adalah pembuatan laser berwarna biru dan ungu dengan bahan kuantum dot. Laser ini bekerja berdasarkan sifat diskrit energi level pada struktur dot tersebut.

Menariknya adalah material yang semula tidak bisa menghasilkan cahaya, seperti silikon yang biasa dipakai dalam LSI, akan berubah sifat menjadi bisa bercahaya ketika efek kuantum muncul. Aplikasi lain dari efek kuantum ini adalah single electron device (Kompas, 12 Mei 2004), yang konon selain menjadi kandidat divais untuk LSI generasi selanjutnya, bisa juga diaplikasikan dalam pembuatan sensor dengan sensitifitas tinggi, kuantum informasi, dan kuantum komputer.

Ketiga, penambahan fungsi baru pada sistem yang sudah ada. Yang dimaksud adalah bukan sebatas membuat material sama dalam ukuran kecil sehingga kepadatannya semakin besar, tetapi lebih pada titik tekan lahirnya fungsi baru ketika atom atau molekul yang berbeda jenis disusun dalam suatu sistem divais.

Sebagai contoh, pembuatan mata buatan yang mempunyai fungsi menangkap cahaya, kemudian sekaligus mentransfer cahaya tersebut menjadi informasi dan kemudian mengolahnya, itu akan lebih mudah dilakukan dengan peran teknologi nano. Bahkan dengan teknologi nano, diharapkan ke depan intelejensi sensor buatan bisa dibuat dengan sensitifitas mendekati apa yang dimiliki manusia.

Demikian 3 kontribusi besar teknologi nano di bidang IT, yang tentu masih memungkinkan lagi nantinya muncul kontribusi ke-4, ke-5, dan seterusnya seiring dengan temuan-temuan baru teknologi nano di masa mendatang.