Riset Nanomaterial dan Fungsionalisasinya di KK Fisika Material Elektronik, FMIPA, ITB

Kelompok Keahlian Fisika Material Elektronik, FMIPA, ITB pada awalnya bernama Laboratorium Fisika Material Elektronik di bawah pimpinan Prof. Moehamad Barmawi, Ph.D. Bermula dari yang kecil dan sederhana, riset lapisan tipis silikon amorf untuk sel surya menggunakan sistem reaktor CVD (chemical vapor deposition) dengan teknologi vakum dimulai sekitar tahun 1990. Kesuksesan kami membangun sendiri sistem reaktor CVD sebelumnya dan sistem reaktor sputtering, yang juga menggunakan teknologi vakum, untuk penumbuhan lapisan tipis superkonduktor YBCO makin meningkatkan percaya diri membangun secara mandiri sistem reaktor MOCVD (metalorganic chemical vapor deposition) yang jauh lebih kompleks untuk penumbuhan semikonduktor paduan GaN. Penumbuhan lapisan tipis feroelektrik, piroelektrik, dan superkonduktor YBCO telah diwujudkan dengan sistem reaktor PLAD (pulsed-laser ablation deposition) yang juga telah dibangun secara mandiri. Dengan sederetan pengalaman di atas, kami dapat mengatakan bahwa kami memiliki kemampuan membangun sendiri sistem reaktor apa pun untuk penumbuhan lapisan tipis yang memanfaatkan teknologi vakum.

Sejalan dengan perkembangan riset di dunia, nanomaterial menjadi topik yang hangat. Keseluruhan sistem reaktor di atas mampu menghasilkan nanomaterial seperti CNT (carbon nanotube), SNW (silicon nanowire), titik kuantum silikon (Si quantum dot), dan titik kuantum GaN (GaN quantum dot) untuk mewujudkan sel surya, sensor, memori, dan transistor.

Selain itu, riset nanomaterial dan fungsionalisasinya juga dilakukan dengan sistem reaktor tanpa teknologi vakum. Sistem reaktor tanpa teknologi vakum yang telah dikembangkan adalah sistem pemanasan sederhana (simple heating), spray pyrolysis, maupun pemintalan elektrik (electrospinning). Nanomaterial yang telah dihasilkan sangat beragam seperti: Y₂O₃, ZnO, ITO, CeO₂, Al₂O₃, SiO₂, TiO₂, dan CNT dengan berbagai fungsinya seperti: tinta luminesens, pemancar UV, penyerap/ pemancar cahaya tampak untuk sel surya, elektrolit padat untuk sel bahan bakar (fuel cell), katalis untuk sel bahan bakar DMFC, elektroda superkapasitor maupun sel bahan bakar, dan nanokomposit.

Kajian teoretik juga telah dilakukan yang meliputi simulasi proses CVD, desain sistem reaktor CVD, simulasi proses pemintalan elektrik, pemodelan proses transport pembawa muatan dan desain devais elektronik konvensional maupun nanoelektronik dua elektroda (dioda) serta tiga elektroda (transistor).