BRIN Uji PLD untuk Menumbuhkan Semikonduktor 2D pada Area Lebih Luas

Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN) mengembangkan cara menumbuhkan material dua dimensi dengan pulsed laser deposition (PLD) untuk kebutuhan riset perangkat elektronik. Perkembangan tersebut dipaparkan dalam webinar ORNAMAT ke-93 pada 6 Oktober 2026 dan dimuat BRIN pada 8 Oktober 2026. Tujuannya ialah memperluas area pertumbuhan material, bukan mengumumkan cip siap produksi.

Material yang dikaji Pusat Riset Fisika Kuantum BRIN mencakup hexagonal boron nitride atau hBN serta kelompok transition metal dichalcogenide (TMD). Material-material itu memiliki sifat listrik berbeda: hBN berperan sebagai isolator, grafena tergolong semilogam, sedangkan anggota TMD dapat bersifat semikonduktor maupun logam bergantung pada jenis dan susunan atomnya.

Dalam contoh perangkat transistor berbasis material 2D yang dijelaskan BRIN, molibdenum disulfida atau MoS₂ dipakai sebagai semikonduktor, grafena sebagai elektroda, dan hBN sebagai isolator. Pembuatan perangkat melibatkan pemisahan lapisan, pemindahan ke substrat, litografi, etsa, dan deposisi logam. Teknik pengelupasan sederhana dapat menghasilkan perangkat laboratorium, tetapi sulit diperluas secara seragam.

PLD menawarkan pendekatan berbeda. Bahan dipadatkan menjadi target lalu ditembak dengan laser berdaya tinggi, menghasilkan plume atau semburan plasma yang mengendap di atas substrat. Jumlah tembakan dapat dipakai untuk mengatur ketebalan lapisan, sementara area deposisi dapat dirancang dari skala mikrometer hingga wafer dan prosesnya dapat menggunakan beragam substrat.

Tim BRIN telah menumbuhkan hBN, tungsten disulfida atau WS₂, dan MoS₂ melalui metode tersebut. Karakterisasi menunjukkan tantangan yang masih perlu diselesaikan: lapisan WS₂ memiliki anomali optik dan elektronik yang dikaitkan dengan cacat sampel, sedangkan film MoS₂ memuat fase 1T selain fase 2H yang diharapkan. Susunan atom yang berbeda membuat fase 1T bersifat logam, sementara 2H dan 3R bersifat semikonduktor.

Menurut hasil pengujian yang dipaparkan BRIN, karakterisasi XPS menunjukkan porsi fase 1T sekitar 20–30 persen pada film MoS₂ hasil PLD. Film itu tetap memperlihatkan respons semikonduktor dengan kenaikan arus dua hingga tiga kali saat disinari laser, tetapi masih di bawah film MoS₂ hasil chemical vapor deposition yang dilaporkan mencapai ratusan kali. Tim karena itu masih mengoptimalkan proses untuk memperoleh fase semikonduktor yang lebih murni.

Sumber: Badan Riset dan Inovasi Nasional, “BRIN Kembangkan Material Semikonduktor 2D dengan Metode Pulsed Laser Deposition”, 8 Oktober 2026, https://brin.go.id/news/130767/brin-kembangkan-material-semikonduktor-2d-dengan-metode-pulsed-laser-deposition ; halaman foto Wikimedia Commons, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Oxygen_tube_and_Pulsed_Laser_Deposition_system_at_the_background.JPG

Catatan editorial: Artikel ini merupakan ringkasan orisinal dari rilis primer BRIN; redaksi tidak melakukan wawancara dan tidak menyatakan teknologi telah siap diproduksi sebagai cip komersial. Foto memperlihatkan tabung oksigen dengan ruang vakum sistem PLD di latar belakang pada 6 Oktober 2015—bukan eksperimen BRIN—karya Abdullahkepceoglu, berlisensi CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/). Gambar diperkecil dan disimpan ulang sebagai JPEG tanpa mengubah isi.