Spektrometer komputasi mini sangat penting untuk aplikasi on-chip dan implan. Pengukuran spektral yang sangat sensitif menggunakan detektor tunggal memungkinkan jejak spektrometer tersebut diperkecil sambil mencapai resolusi spektral yang mendekati sistem benchtop.
Ilmuwan, termasuk peneliti material dari Oregon State University, telah menciptakan alat yang lebih baik untuk mengukur cahaya. Kemajuan dalam spektrometri optik ini dapat meningkatkan apa pun mulai dari kamera ponsel cerdas hingga pemantauan lingkungan. Pada kenyataannya, para ilmuwan datang dengan spektrometer ultra-kecil yang kuat yang cocok pada microchip dan dioperasikan menggunakan kecerdasan buatan.
Untuk mengembangkan alat ini, para ilmuwan menggunakan kelas bahan super tipis yang relatif baru yang dikenal sebagai semikonduktor dua dimensi. Hasil akhirnya adalah pembuktian konsep spektrometer yang dapat dilengkapi dengan beberapa teknologi.
Karena kontrol listriknya yang lengkap atas warna cahaya yang diserapnya, alat ini memiliki potensi besar untuk skalabilitas dan aplikasi yang luas.
Ethan Minot, seorang profesor fisika di OSU College of Science, mengatakan, “Kami telah mendemonstrasikan cara membangun spektrometer yang jauh lebih mini daripada yang biasanya digunakan saat ini. Spektrometer mengukur kekuatan cahaya pada panjang gelombang yang berbeda dan sangat berguna di banyak industri dan semua bidang ilmu pengetahuan untuk mengidentifikasi sampel dan mengkarakterisasi bahan.”
“Spektrometer tradisional membutuhkan komponen optik dan mekanik yang besar, sedangkan perangkat baru bisa muat di ujung a rambut manusia. Penelitian baru menunjukkan bahwa komponen tersebut dapat diganti dengan bahan semikonduktor baru dan AI, memungkinkan spektrometer secara dramatis diperkecil ukurannya dari yang terkecil saat ini, yang seukuran buah anggur.”
Hoon Hahn Yoon, yang memimpin penelitian dengan rekan Aalto University Zhipei Sun Yoon berkata, “Spektrometer kami tidak memerlukan perakitan komponen optik dan mekanik terpisah atau desain susunan untuk membubarkan dan menyaring cahaya. Selain itu, ia dapat mencapai resolusi tinggi yang sebanding dengan sistem benchtop tetapi dalam paket yang jauh lebih kecil.”
Minot berkata, “Sangat menarik bahwa spektrometer kami membuka kemungkinan untuk semua jenis gadget dan instrumen baru sehari-hari untuk melakukan sains baru juga.”
“Dalam kedokteran, misalnya, spektrometer sudah diuji kemampuannya untuk mengidentifikasi perubahan halus pada jaringan manusia, seperti perbedaan antara tumor dan jaringan sehat. Untuk pemantauan lingkungan, spektrometer dapat mendeteksi jenis polusi ada di udara, air, atau tanah, dan berapa banyak yang ada.”
“Akan menyenangkan memiliki spektrometer portabel berbiaya rendah yang melakukan pekerjaan ini untuk kami. Dan dalam lingkungan pendidikan, pengajaran konsep sains secara langsung akan lebih efektif dengan spektrometer yang murah dan ringkas.”
“Seiring dengan kemajuan semikonduktor dua dimensi, kami akan dengan cepat menemukan cara baru untuk menggunakan properti optik dan elektronik baru mereka. Penelitian semikonduktor 2D telah dilakukan dengan sungguh-sungguh hanya selama belasan tahun, dimulai dengan studi graphene, karbon yang disusun dalam kisi sarang lebah dengan ketebalan satu atom.”
“Ini benar-benar menarik. Kami akan terus memiliki terobosan menarik dengan mempelajari semikonduktor dua dimensi.
Referensi Jurnal:
- Hoon Hahn Yoon dkk. Spektrometer mini dengan sambungan van der Waals yang dapat disetel. Ilmu. DOI: 10.1126/science.add8544
