Dokumen tersebut membahas kontribusi ilmu pengetahuan dan teknologi dari dunia nano, khususnya pengembangan sensor gas. Secara khusus dijelaskan mengenai perkembangan riset sensor gas berbasis material nano seperti titik kuantum silikon dan mikrokantilever di BPPT sejak tahun 1998. Ditekankan pula potensi besar pengembangan sensor nano untuk aplikasi deteksi gas berbahaya di berbagai sektor seperti transportasi, lingkungan

1. Kontribusi Iptek
dari Dunia Nano
Nanotalks
Seri Inspirasi Ilmuwan
Kamis, 25 Juni 2020
Kontribusi Iptek
dari Dunia Nano
Ratno Nuryadi
Pusat Teknologi Material - BPPT

3. Sumber : Buku Making Indonesia 4.0

4. Basic Structure of Nano Devices
Bulk Quantum Well Quantum Wire Quantum Dot
Density of State

5. Quantum Dot Size Dependence
H.S. Mansur, Wiley Interdiscip. Rev. Nanomed. Nanobiotechnol. 2, 113–129 (2010)

7. Latar Belakang
Peningkatan polusi udara oleh
kendaraan dan industri
Penyebab penyakit paru-
paru, jantung, dan kanker
(kompas.com, 23 April 2016)
• Kebutuhan alat deteksi (sensor)
gas berbahaya
Jenis-jenis sensor :
Urgensi : Kebutuhan pengembangan sensor secara mandiri
Jenis-jenis sensor :
Semua produk sensor  impor

8. Deteksi Gas Beracun di Bidang
Transportasi,Lingkungan, Industri
Kesehatan, Pertambangan
Potensi
Potensi Pasar
Pasar Globa
Global
l

9. PerjalananRiset
2010 – sekarang
TEKNOLOGI MATERIAL
10
1998 – 2003
Material nano
2003 – 2008
Sensor cahaya
(single photon)
2008 – sekarang
Mikroskop nano
2010 – sekarang
Sensor berbasis
microcantilever
10
10
10 10
10
Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi 10
10
10
10
Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi 10

10. FabrikasiMaterialNano
1 Stabilitas LapisanTipis dan Fabrikasi Struktur Nano
1. Penumbuhan SiN
SiO2 (90 nm)
Substrat Silikon
SiN (10-20 nmφ)
Si (18 nm)
Menggunakan material silikon
11
SiO2
2. Proses oksidasi
3. Penghilangan SiN dan SiO2
titik kuantum silikon
Journal of Vacuum Science and Technology (2002)
Applied Surface Science (2002)
Japanese Journal of Applied Physics (2008)

11. 2
2 Transistor Nano
Sensor berbasis
transistor nano memiliki
struktur titik kuantum
silikon dua dimensi
TEKNOLOGI MATERIAL
12
silikon dua dimensi
berukuran 20-30 nm.
Transaction on Nanotechnology (2003)
Jurnal Sains Materi Indonesia (2010)
12
12
12
12 12
12
Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi 12
12
12
12
Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi 12

12. SensorNano UntukDeteksiObjekFisika
3 Sensor Nano Penangkap Cahaya
Transistor nano mendeteksi foton tunggal (single photon)
(a.u.)
675nm
λ=750nm
gelap (referensi)
titik kuantum silikon
TEKNOLOGI MATERIAL
13
Waktu (detik)
0 100 200 300 400 500
Arus
listrik,
I
d
(
450nm
525nm
600nm
675nm
90 nm
(a)
Physical Review B (2006)
Japanese Journal of Applied Physics (2004)
Acta Physica Polonia A (2008)

13. 4 Microcantilever
Lapisan tipis silikon :
• Panjang dan lebar puluhan hingga ratusan
mikrometer
• Tebal orde nanometer
TEKNOLOGI MATERIAL
14
400 µm
• Tebal orde nanometer
14
14
14
14
14 14
14
Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi 14
14
14
14
Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi 14

14. CO gas effect
• Gas exposure results in change of resonance frequency.
• Higher flow rate produces larger change of resonance frequency.

15. Surface Plasmon Resonance (SPR)
5

17. Au Au
SiO2
10µm
Conductivity-based Sensor (Interdigitated Electrodes)
Sampel 1
Sampel 2
6
SiO2
Au
Au
Seed layer
10µm
Au
ZnO
nanorods
10µm
ZnO nanorods were grown on SiO2

18. -0.02
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
0 100 200 300 400 500 600
Current
(mA)
Time (s)
Gas On
Gas Off
4 Volt
1900C
0.06
0.08
0.1
0.12
Current
(mA)
Gas On Gas
Off
4 Volt
2000C
Gas Response
-0.02
0
0.02
0.04
0.06
0 100 200 300 400 500 600 700 800
Current
(mA)
Time (s)
-0.05
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900
Current
(mA)
Time (s)
Gas On
Gas Off
8 Volt
1900C

19. Electrospinning (Pemintal Elektrik)
7
23

20. 24

21. Potential Application of Gas Monitoring System
8

22. Pesan untuk Peserta Webinar
Pesan untuk Peserta Webinar

23. 1. Punya mimpi, target jelas

24. Belajar Dari Gunung Es
Bagian es yang terlihat lebih kecil
dibandingkan dengan yang tidak
terlihat

25. Yang Tampak
Garis permukaan air
2. Sesuatu yang besar itu karena usaha yang besar juga

26. 3. Ide penting, namun eksekusi utama

27. 4. Punya komitmen dan konsistensi

28. 5. Jangan pernah menyerah

29. 6. Nasib kita ditentukan oleh kebiasaan kita

30. 7. Think different  novelty

31. 8. Filosofi huruf “T”

32. 9. Think globally, act locally

33. 10. Membangun tim (kolaborasi)
Steve Jobs : Membangun tim yang baik

35. 11. Kita produk kebaikan orang
lain, berbuat baiklah

36. 12.

37. 13. The Power of Doa

38. Terima kasih atas perhatiannya
Terima kasih atas perhatiannya