Peneliti NTHU Kembangkan Teknologi Memotret Elektron

Hsinchu, Taiwan (ANTARA/Business Wire)- Tim peneliti di National Tsing Hua University (NTHU) di Taiwan telah mengabadikan momen instan di dunia nano dengan menciptakan pulsa ultraviolet ekstrim attodetik. Sumber cahaya ini dapat berfungsi sebagai kamera nano untuk mengabadikan gambar objek berskala 5 nanometer yang bergerak dengan kecepatan sangat tinggi, misalnya elektron. Teknologi ini diharapkan dapat memajukan desain transistor dan chip memori generasi mendatang dengan peningkatan kecepatan yang signifikan untuk komputer dan komunikasi.

Dipimpin oleh Associate Professor Ming-Chang Chen dari Fakultas Teknik Elektro dan Associate Professor Ming-Wei Lin dari Institute of Nuclear Engineering and Science, tim peneliti NTHU mengembangkan teknologi kompresi pulsa efisiensi tinggi guna mengompresi ytterbium-doped laser menjadi 3.000 attodetik untuk pertama kalinya di dunia. Bila sumber cahaya ini lebih difokuskan ke dalam gas lembam, maka menghasilkan pulsa ultraviolet ekstrem berdurasi 290 attodetik saja. Hak paten teknologi inovatif ini telah diajukan di Amerika Serikat, Eropa, dan Taiwan. Dan penelitian tim NTHU ini telah diterbitkan oleh jurnal terkemuka, Science Advances.

Elektron sangat kecil dan bergerak cepat, jadi sulit sekali memotretnya. Chen menjelaskan, ini mirip dengan menggunakan kecepatan rana yang cepat untuk memotret burung kolibri yang sedang terbang dan dengan jernih mempertajam sayapnya yang mengepak. Jadi karena elektron bergerak sangat cepat, untuk memotretnya perlu kamera dengan resolusi waktu yang tinggi untuk menangkap gerakan luar biasa cepat, dan resolusi spasial yang tinggi untuk menangkap objek kecil ini.

Chen juga menjelaskan pentingnya mengembangkan sumber cahaya dengan panjang gelombang pendek untuk meningkatkan resolusi spasial dalam suatu pengukuran. Untuk cahaya yang terlihat, gelombang 400 nanometer hanya memberikan resolusi spasial ≈ 400 nanometer. Sebaliknya, resolusi spasial yang jauh lebih baik hingga 10 nanometer dapat diperoleh dengan menggunakan sinar ultraviolet ekstrem 10 nanometer yang dihasilkan dalam pekerjaan ini. Sementara itu, dengan durasi 290 attodetik, pulsa kami mengaktifkan kecepatan rana ultracepat untuk melakukan pengukuran.

Untuk sangat mengurangi durasi pulsa, tim peneliti di NTHU berfokus pada pengembangan teknologi "perluasan spektrum dan kompresi pulsa" dengan terlebih dahulu menstimulasi lebih banyak gelombang cahaya dengan frekuensi berbeda di angkasa, kemudian menyelaraskan puncak gelombang baru ini untuk melapisinya. Mengulangi proses kompresi dan perluasan spektral ini selanjutnya dapat mempersingkat durasi pulsa dan meningkatkan puncak pulsa. Melalui teknologi ini, durasi pulsa dapat dikompresi dari 160.000 attodetik menjadi 290 attodetik dengan rasio kompresi 550 yang luar biasa.

Menurut Chen, kecepatan maksimum pada kamera konvensional adalah sekitar seperseribu detik, tapi waktu rana pada kamera tingkat dua detik adalah sepuluh triliun kali lebih cepat, sehingga dapat memotret elektron yang bergerak cepat. Pengunaan teknologi ini di masa mendatang meliputi komponen berskala nano dari sensor dan semikonduktor presisi, yang membutuhkan sumber cahaya attodetik untuk menganalisis dinamika perangkat nano.

Pengumuman ini dianggap sah dan berwenang hanya dalam versi bahasa aslinya. Terjemahan-terjemahan disediakan hanya sebagai alat bantu, dan harus dengan penunjukan ke bahasa asli teksnya, yang adalah satu-satunya versi yang dimaksudkan untuk mempunyai kekuatan hukum.

Tersedia Galeri Multimedia/Foto: https://www.businesswire.com/news/home/53333239/en

Kontak

Holly Hsueh NTHU

(886)3-5162006

hoyu@mx.nthu.edu.tw

Sumber: National Tsing Hua University