Teknologi yang mampu mendeteksi cahaya secara cepat dan sensitif menjadi bagian penting dalam pengembangan berbagai perangkat elektronik. Untuk mendukung kebutuhan tersebut, peneliti terus mencari material yang memiliki kemampuan lebih baik dalam merespons cahaya.

Upaya tersebut dilakukan dalam penelitian yang melibatkan Idawati Supu, dosen Program Studi Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Gorontalo (UNG), bersama Indris S. Sianturi, Aljufri Hadju, Kholik Hidayatullah, Charlie Ofiyen, Muhammad K. Mahardhika, dan Yudi Darma. Penelitian berjudul “Investigation of C-doped molybdenum disulfide (MoS2) thin films for visible light MSM photodetector application” tersebut mengkaji penggunaan molibdenum disulfida (MoS2) yang diberi tambahan karbon sebagai material untuk pengembangan fotodetektor cahaya tampak.

Penelitian tersebut mengkaji (MoS2), material tipis yang memiliki potensi untuk digunakan dalam perangkat pendeteksi cahaya. Peneliti kemudian menambahkan karbon ke dalam material tersebut untuk melihat apakah perubahan itu dapat meningkatkan kemampuannya dalam merespons cahaya.

Hasil penelitian menunjukkan perubahan yang cukup signifikan. Setelah ditambahkan karbon, permukaan material menjadi lebih merata dan memiliki struktur lembaran yang lebih luas. Kondisi tersebut membantu material menyerap cahaya dengan lebih baik dan mendukung pergerakan muatan listrik di dalamnya.

Peningkatan tersebut kemudian terlihat ketika material digunakan sebagai perangkat pendeteksi cahaya. Kemampuan material dalam merespons cahaya meningkat dari 0,26 mA/W menjadi 1,15 mA/W. Kemampuan mendeteksi sinyal cahaya yang lemah juga meningkat dari 1,97 × 10*8 menjadi 1,07 × 10*9 Jones, sementara efisiensi kuantumnya meningkat hingga 328 persen.

Secara sederhana, hasil tersebut menunjukkan bahwa penambahan karbon membuat MoS2 lebih peka terhadap cahaya. Ketika cahaya mengenai material, respons listrik yang dihasilkan menjadi lebih kuat sehingga material tersebut memiliki potensi lebih baik untuk digunakan sebagai bagian dari teknologi pendeteksi cahaya.

Peneliti juga menemukan bahwa penambahan karbon membantu mengurangi sejumlah cacat pada struktur material yang sebelumnya dapat menghambat pergerakan muatan listrik. Perubahan ini turut mendukung peningkatan kemampuan material dalam menangkap dan merespons cahaya. Temuan tersebut menunjukkan bahwa rekayasa material dalam skala sangat kecil dapat memberikan perubahan besar pada kinerja perangkat. Dengan memodifikasi MoS2 menggunakan karbon, peneliti berhasil memperoleh material dengan karakteristik yang lebih mendukung untuk aplikasi detektor cahaya tampak.

Meski demikian, penelitian ini masih berada pada tahap pengembangan material dan perangkat. Peneliti merekomendasikan kajian lanjutan untuk meningkatkan keseragaman material, menguji konsistensi proses produksi, serta mengembangkan integrasinya dengan bahan yang lebih fleksibel.

Penelitian yang melibatkan dosen UNG ini sekaligus memperlihatkan kontribusi riset perguruan tinggi dalam pengembangan material dan teknologi optoelektronik. Hasilnya menjadi pijakan awal untuk pengembangan perangkat pendeteksi cahaya yang lebih sensitif dan efisien di masa mendatang.

Dengan kata lain, penelitian ini menunjukkan bahwa penambahan unsur karbon yang sederhana dapat membuat material MoS2 bekerja lebih baik dalam merespons cahaya sebuah langkah kecil pada material, tetapi berpotensi penting bagi pengembangan teknologi deteksi cahaya.

Sumber: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S092534672401632X