Tangerang Selatan – Humas BRIN. Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN) melalui Organisasi Riset Nanoteknologi dan Material (ORNM) menyoroti dua terobosan ilmiah, yakni teknologi deteksi muon untuk studi partikel kosmik, serta riset material boron nitrida hexagonal (h-BN) sebagai kandidat kuat perangkat kuantum masa depan. Kedua topik ini dipaparkan oleh peneliti BRIN dalam forum ilmiah Ornamat ke-73 yang dilaksanakan secara daring, Selasa (7/10).
Peneliti Ahli Madya Pusat Riset Fisika Kuantum BRIN, Suharyo Sumowidagdo memaparkan materi mengenai Deteksi Muon Berbasis Scintillator dalam Fisika Partikel dan Pencitraan Berbasis Muon. Ia menjelaskan, muon merupakan partikel elementer mirip elektron namun bermassa 200 kali lebih besar dengan interaksi sangat lemah terhadap materi. Sifat ini membuatnya penting dalam studi fisika partikel serta bermanfaat untuk pencitraan berbasis muon (muografi). Sistem deteksi menggunakan plastik sintilator dinilai sederhana namun efektif, sehingga banyak dipakai dalam eksperimen internasional.
“Muon selalu tersedia secara alamiah dari interaksi kosmik di atmosfer. Sifatnya yang mampu menembus material padat membuatnya potensial untuk mempelajari struktur internal objek besar seperti gunung berapi maupun reaktor nuklir,” ujar Suharyo.
Suharyo juga menekankan bahwa pengembangan instrumen deteksi berbasis sintilator plastik dan silikon photomultiplier tengah menjadi fokus riset timnya. Teknologi ini dikembangkan untuk mendukung eksperimen internasional sekaligus diarahkan pada aplikasi dalam negeri, misalnya pemantauan deposit mineral pada pipa panas bumi.
Sementara itu, Peneliti Ahli Pertama Pusat Riset Fisika Kuantum BRIN, Gres Grita Redhika, memaparkan Pembentukan Serpihan Film Tipis Boron Nitrida Heksagonal (h-BN) yang Dideposisikan dengan Pulsed Laser Deposition (PLD).
“HBN adalah material dua dimensi yang memiliki struktur mirip grafena, namun bersifat isolator dengan celah pita lebar. Kombinasi stabilitas kimia, ketahanan termal, dan sifat optiknya menjadikan HBN kandidat menarik untuk aplikasi teknologi kuantum,” jelas Gres.
Gres menjelaskan, “h-BN berperan penting sebagai isolator gerbang dan lapisan enkapsulasi pada perangkat kuantum berbasis material dua dimensi. Selain itu, cacat titik dalam struktur h-BN dapat dimanfaatkan sebagai sumber foton tunggal yang stabil pada suhu ruang, berpotensi untuk aplikasi fotonik kuantum,” jelasnya.
Dalam riset awal ini, BRIN berhasil mendeteksi terbentuknya kristal h-BN dengan ketebalan puluhan lapisan melalui karakterisasi difraksi sinar-X (XRD) dan Raman spektroskopi. Meski demikian, hasilnya masih menunjukkan tantangan berupa pertumbuhan kristal yang tidak merata sehingga memerlukan optimasi lebih lanjut.
Hasil eksperimen menggunakan metode Pulsed Laser Deposition (PLD) untuk menghasilkan lapisan tipis h-BN. Riset ini menunjukkan bahwa kualitas kristal terbaik diperoleh pada suhu deposisi 700 derajat Celsius, dengan nilai full width at half maximum (FWHM) Raman sebesar 13,01 cm⁻¹. Nilai ini dianggap cukup baik, mendekati standar material h-BN yang umum digunakan dalam perangkat kuantum.
“Hasil karakterisasi memperlihatkan adanya cacat titik (point defect) yang berpotensi dimanfaatkan sebagai quantum emitter. Selain itu, pengamatan dengan mikroskop elektron menemukan serpihan h-BN berlapis dengan ukuran hingga 100 mikrometer. Hal ini membuka peluang untuk pemanfaatan dalam aplikasi sumber foton tunggal pada bidang fotonik dan teknologi kuantum,” jelasnya.
Diskusi yang dipandu oleh Muhammad Hamzah Fauji, Kepala Pusat Riset Fisika Kuantum ini berlangsung interaktif dengan partisipasi aktif peserta melalui Zoom dan YouTube. Dari diskusi dapat ditangkap bahwa penelitian masih menghadapi tantangan untuk memperoleh lapisan yang seragam dalam skala besar. Tim peneliti juga menyoroti pentingnya penggunaan alat observasi in situ seperti Reflection High Energy Electron Diffraction (RHEED) guna memantau pertumbuhan kristal secara real-time, yang dapat membuka peluang kolaborasi riset lebih luas di masa depan.
Kepala Organisasi Riset Nanoteknologi dan Material (ORNM) BRIN, Ratno Nuryadi menyampaikan bahwa forum tersebut sangat penting sebagai sarana diseminasi, berbagi pengetahuan, serta memperluas wawasan sivitas riset. “Dengan forum ini, para periset dapat saling memahami apa yang dikerjakan rekan-rekannya, sehingga membuka peluang kolaborasi riset di masa depan,” ungkapnya.
Kedua topik yang disampaikan dinilai sangat relevan dan berpotensi memperluas kolaborasi riset, khususnya melalui pemanfaatan bersama peralatan dan fasilitas karakterisasi yang telah dimiliki BRIN. (mhq,dsl,mkr/ed:jh,aj,jml)
Tautan:
