Courtesy of InterestingEngineering

Terobosan Material Germanium pada Silicon untuk Chip Super Cepat dan Efisien

Mengembangkan material semikonduktor berbasis germanium yang kompatibel dengan proses manufaktur silikon untuk meningkatkan konduktivitas listrik, sehingga memungkinkan pembuatan perangkat elektronik dan kuantum yang lebih cepat, efisien, dan terjangkau.

25 Nov 2025, 19.22 WIB

224 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Material germanium yang terstrain kompresif menawarkan konduktivitas listrik yang sangat tinggi.
Inovasi ini dapat memperpanjang umur teknologi semikonduktor berbasis silicon saat menghadapi batas fisik modern.
Penelitian ini membuka jalan untuk perangkat elektronik dan kuantum yang lebih cepat dan efisien dengan biaya lebih rendah.

Warwick, Inggris; Kanada - Para ilmuwan dari Universitas Warwick dan National Research Council Kanada berhasil menciptakan material semikonduktor baru yang berbasis germanium dengan konduktivitas listrik tertinggi yang pernah dicatat. Material ini dibuat dengan lapisan germanium yang sangat tipis dan diberi tekanan kompresif di atas lempeng silikon, sehingga bisa digunakan dalam proses pembuatan chip modern.

Teknologi chip saat ini masih bergantung pada silikon, tetapi semakin lama ukuran transistor makin kecil dan menimbulkan masalah panas serta menurunnya kinerja. Germanium ternyata punya kemampuan lebih baik dalam mengalirkan muatan, namun sulit dipadukan dengan silikon yang sudah menjadi standar industri selama ini.

Dengan menerapkan tekanan khusus pada lapisan germanium, para peneliti berhasil membuat struktur kristal yang sangat murni dan rapi, sehingga muatan listrik bisa mengalir dengan sangat lancar. Mereka mencapai mobilitas lubang sebesar 7,15 juta cm2/V-s, jauh lebih tinggi daripada silikon biasa dan rekor untuk semikonduktor grup-IV.

Penemuan ini sangat penting karena material hasil penelitian ini bisa diproduksi dengan cara yang sama seperti chip silikon pada umumnya, sehingga bisa menghemat biaya dan mempercepat pemakaian di berbagai perangkat termasuk komputer kuantum, kecerdasan buatan, dan pusat data canggih.

Kerja sama antara Inggris dan Kanada ini juga membantu menguatkan posisi Inggris dalam riset material semikonduktor. Meskipun aplikasi komersialnya belum segera terwujud, hasil ini membuktikan bahwa masih ada potensi besar dalam mengembangkan material kuantum yang kompatibel dengan silikon.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/innovation/fastest-ever-quantum-semiconductor

Analisis Ahli

Dr. Maksym Myronov

"Material cs-GoS menggabungkan mobilitas dunia terdepan dengan kemampuan produksi industri, yang sangat penting untuk perangkat kuantum dan klasik."

Dr. Sergei Studenikin

"Hasil ini menetapkan tolok ukur baru dalam transportasi muatan dan membuka pintu untuk perangkat elektronik dan kuantum dengan efisiensi tinggi."

Analisis Kami

"Penemuan material ini sangat revolusioner karena menjawab tantangan utama industri semikonduktor tentang batasan material tanpa harus mengubah proses manufaktur yang sudah ada. Jika dikembangkan lebih lanjut, cs-GoS berpotensi mendominasi pasar chip di masa depan karena menggabungkan performa tinggi dan biaya produksi rendah secara bersamaan."

Prediksi Kami

Di masa depan, material cs-GoS akan digunakan dalam produksi chip generasi baru yang lebih cepat dan hemat energi, sekaligus menjadi fondasi teknologi kuantum dan komputasi canggih yang dapat diproduksi secara massal menggunakan infrastruktur silikon yang sudah ada.

Pertanyaan Terkait

Apa yang dicapai oleh para ilmuwan di Universitas Warwick dan Dewan Penelitian Nasional Kanada?

Para ilmuwan berhasil mencapai konduktivitas listrik tertinggi yang pernah dicatat dalam material yang kompatibel dengan silicon.

Mengapa germanium menjadi fokus penelitian dalam semikonduktor?

Germanium dikenal memiliki mobilitas muatan yang superior namun sulit diintegrasikan dengan teknik produksi silicon.

Apa itu material cs-GoS dan mengapa penting?

Material cs-GoS adalah germanium yang terstrain kompresif pada silicon, penting untuk pengembangan perangkat elektronik dan kuantum yang lebih efisien.

Bagaimana strain kompresif memengaruhi kinerja material semikonduktor?

Strain kompresif menciptakan struktur kristal yang lebih murni dan teratur, mengurangi cacat yang menghambat aliran muatan listrik.

Apa dampak dari penelitian ini terhadap industri elektronik dan kuantum?

Penelitian ini dapat membantu mengurangi penggunaan energi, meningkatkan kecepatan pemrosesan, dan mendukung kebutuhan perangkat kuantum dan AI.