Menggali Potensi Polimer Organik Cetak untuk Memahami Interaksi Spin dan Chirality dalam Elektronika Masa Depan

Sebuah materi baru yang dapat dicetak dari polimer organik telah membuka jalan bagi para peneliti untuk mengeksplorasi interaksi antara sifat kiral dan putaran elektron pada suhu ruangan. Ini penting karena membantu kita memahami bagaimana perangkat elektronik masa depan dapat menggunakan putaran elektron untuk berbagai aplikasi, dari penyimpanan data hingga komputasi.

blank

Sebuah materi baru yang dapat dicetak dari polimer organik telah membuka jalan bagi para peneliti untuk mengeksplorasi interaksi antara sifat kiral dan putaran elektron pada suhu ruangan. Ini penting karena membantu kita memahami bagaimana perangkat elektronik masa depan dapat menggunakan putaran elektron untuk berbagai aplikasi, dari penyimpanan data hingga komputasi.

Mari kita perkenalkan beberapa konsep yang mendasari penemuan ini. Pertama, apa itu “kiralitas”? Bayangkan Anda memiliki sepasang tangan. Tangan kiri dan kanan Anda adalah contoh sederhana dari objek kiral. Meskipun keduanya memiliki struktur yang serupa, Anda tidak dapat menumpuk tangan kiri di atas tangan kanan Anda dengan cara yang membuat mereka persis sama. Ini karena sifat kiral mereka.

Sekarang, bagaimana kiralitas berhubungan dengan elektron? Nah, ada bidang ilmu yang disebut spintronik. Ini berbeda dari elektronika konvensional karena menggunakan “spin” elektron, bukan hanya muatannya, untuk menghasilkan arus listrik. Dalam bahan-bahan tertentu, seperti polimer organik yang kami bicarakan, kita bisa mengatur putaran elektron dengan mengontrol struktur kiralitasnya.

Jadi, mengapa ini penting? Salah satu aplikasi yang menarik dari konsep ini adalah dalam pembuatan perangkat elektronik yang lebih efisien secara energi. Dengan memahami bagaimana putaran elektron berinteraksi dengan bahan kiral, kita bisa merancang perangkat yang menggunakan energi lebih sedikit dan bekerja lebih efisien.

Penelitian ini membawa kita ke suatu konsep yang disebut “efek CISS” atau “efek selektivitas spin yang diinduksi kiralitas”. Ini adalah fenomena di mana muatan elektron yang mengalir melalui bahan kiral menyebabkan putaran elektron, tanpa memerlukan unsur-unsur feromagnetik yang biasanya diperlukan dalam perangkat spintronik konvensional.

Jadi, bagaimana para peneliti mengeksplorasi fenomena ini? Mereka menggunakan polimer organik yang dapat dicetak dan membentuk struktur kiral ketika diprint. Ini memungkinkan mereka untuk menciptakan lingkungan eksperimental di mana mereka bisa memeriksa bagaimana putaran elektron dipengaruhi oleh sifat kiral material.

Salah satu hal menarik dari penemuan ini adalah bahwa polimer organik ini bisa “dituning” atau disesuaikan. Ini berarti para peneliti bisa mengubah sifat-sifatnya dan melihat bagaimana perubahan ini memengaruhi putaran elektron di dalamnya.

blank
Ilustrasi skematis tentang Efek CISS, ICISS, dan pembentukan kiralitas dalam polimer PII2T yang dikonjugasi π.

Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa polimer organik kiral ini dapat mempertahankan putaran elektron untuk waktu yang cukup lama pada suhu ruangan. Hal ini berbeda dengan bahan-bahan spintronik tradisional yang umumnya memiliki masa hidup putaran yang sangat singkat.

Intinya, penemuan ini membawa kita lebih dekat ke pembuatan perangkat elektronik yang lebih efisien dan ramah lingkungan. Polimer organik yang dapat dicetak ini memiliki potensi besar untuk digunakan dalam berbagai aplikasi, mulai dari sel surya hingga komputer baru yang lebih fleksibel dan mudah dibuat.

Referensi:

[1] https://news.ncsu.edu/2024/03/printed-polymer-allows-researchers-to-explore-chirality-and-spin-interactions-at-room-temperature/ diakses pada 30 Maret 2024

[2] Rui Sun, Kyung Sun Park, Andrew H. Comstock, Aeron McConnell, Yen-Chi Chen, Peng Zhang, David Beratan, Wei You, Axel Hoffmann, Zhi-Gang Yu, Ying Diao, Dali Sun. Inverse chirality-induced spin selectivity effect in chiral assemblies of π-conjugated polymersNature Materials, 2024; DOI: 10.1038/s41563-024-01838-8

Tinggalkan Komentar

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *