Prof. Dr. Abdurrouf, S.Si., M.Si.,
Kota Malang, Bhirawa
Perkembangan industri elektronik modern dan transisi menuju energi bersih menuntut lahirnya inovasi material yang lebih efisien. Menjawab tantangan tersebut, Guru Besar dalam bidang Ilmu Fisika Teori dan Komputasi Departemen Fisika Universitas Brawijaya (UB), Prof. Dr. Abdurrouf, S.Si., M.Si., berhasil memetakan kunci teknologi masa depan melalui rekayasa celah energi (band gap) pada material dua dimensi (2D).
Dalam pemaparan risetnya di Kota Malang, Jumat (19/6), pakar dari Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) UB ini mengungkapkan bahwa material 2D seperti grafena, molybdenum disulfide (\text{MoS}_2), serta kelompok transition metal dichalcogenides (TMD) digadang-gadang menjadi kandidat kuat pengganti material konvensional.
”Material dua dimensi ini memiliki karakteristik unik yang mampu mendongkrak efisiensi dan kinerja perangkat elektronik secara drastis,” ujar Abdurrouf.
Meski potensinya luar biasa, menurutnya tantangan terbesar dalam pengembangan material 2D ini ada pada pengaturan band gap—yakni selisih energi antara pita valensi dan pita konduksi yang menentukan sifat elektronik material.
Band Gap Terlalu Kecil: Berisiko memicu kebocoran arus listrik (arus bocor).
Band Gap Terlalu Besar: Menghambat perpindahan muatan listrik secara optimal.
Untuk mengatasi dilema tersebut, Prof. Abdurrouf bersama Tim Peneliti UB meluncurkan terobosan lewat pendekatan komputasi berbasis Persamaan Schrödinger dua dimensi dengan menggunakan Metode Filter 2D. Metode ini berfungsi memprediksi perubahan sifat elektronik material secara akurat sebelum masuk ke tahap eksperimen laboratorium.
”Melalui simulasi komputasi ini, desain material dapat dirancang lebih cepat dan terarah. Kami bisa melakukan rekayasa regangan mekanik (strain engineering), pemberian medan listrik eksternal, hingga pengaturan jumlah lapisan atom secara presisi,” jelas profesor yang mendalami riset komputasi material tersebut.
Aplikasi Luas bagi Masyarakat
Hasil riset menunjukkan bahwa perubahan susunan atom, seperti transisi dari graphene menjadi silicene atau silicon carbide, terbukti menghasilkan karakteristik elektronik yang berbeda dan superior.
Ke depan, inovasi material 2D ini diproyeksikan akan membawa dampak besar pada berbagai sektor teknologi mutakhir, antara lain:
Transistor generasi baru yang lebih hemat daya, Sensor ultra-sensitif untuk kebutuhan medis dan industri, Sel surya (solar cell) berdaya guna tinggi, Infrastruktur teknologi komputasi kuantum
Di akhir paparannya, Prof. Abdurrouf menegaskan pentingnya konsistensi dukungan terhadap riset dasar di bidang fisika kuantum dan ilmu material.
”Banyak inovasi besar yang mengubah peradaban manusia justru lahir dari riset dasar yang ditekuni secara konsisten. Kami berharap inovasi dari UB ini dapat memperkuat kontribusi kampus dalam mendukung transformasi digital dan kemandirian energi bersih di Indonesia,” pungkasnya.mut
