Sebuah wafer yang terdiri dari hampir 300 chip komputer. Setiap chip memiliki 1,4 miliar transistor, yang masing-masing berukuran 22 nanometer (22 miliar meter). Di jantung setiap transistor terdapat sebuah sakelar yang disebut "gerbang" yang dibuat dengan Hafnium oksida.
Mungkin hal yang paling menarik tentang Hafnium adalah cara penemuannya. Keberadaan "unsur ke-72" itu sudah diprediksi sebelum ditemukan.
Tabel periodik unsur-unsur kimia, diadaptasi dari buku: Periodic Table Book - A Visual Encyclopedia.
Dalam tabel periodik, golongan 4 memiliki 4 unsur, yaitu Titanium (Ti), Zirkonium (Zr), Hafnium (Hf), dan unsur radioaktif Rutherfordium (Rf). Jadi Hafnium (Hf), yang memiliki nomor atom 72, adalah Logam Tanah ke-3 dalam golongan 4 setelah Titanium, lihat artikel saya: Titanium, Penyusun 15 Persen Berat Pesawat Boeing 787 dan Zirkonium, lihat artikel saya: Zirkonium dalam Pisau Keramik.Mineral Zircon dan Hafnium murni. Diadaptasi dari: buku Periodic Table Book - A Visual Encyclopedia, hlm. 87.
Hafnium adalah satu lagi logam transisi yang berwarna abu-abu perak dengan sifat, paduan, dan penggunaan yang sangat mirip dengan logam golongan 4 lainnya, yaitu Titanium dan Zirkonium.Pada 1913, fisikawan Inggris Henry Moseley mengembangkan teknik yang menggunakan sinar-X untuk menghitung jumlah muatan positif dalam nukleus atom sebuah unsur tertentu. Moseley menggunakan tekniknya untuk menguji teori yang diajukan oleh fisikawan Denmark Niels Bohr awal tahun itu.
Bohr telah menyarankan bahwa elektron hanya bisa mengelilingi nukleus atom dalam orbit tertentu, tergantung jumlah muatan positif dalam nukleus. Menurut Bohr, setiap kali sebuah elektron melompat turun dari satu orbit ke orbit yang lebih rendah, energi yang hilang akan dipancarkan sebagai foton radiasi elektromagnetik berupa cahaya tampak, sinar ultraviolet atau bahkan sinar-X.
Moseley mengukur frekuensi sinar-X yang diberikan oleh lusinan unsur dan memverifikasi prediksi Bohr. Dia juga menemukan bahwa muatan nuklir meningkat dengan jumlah yang persis sama dari 1 unsur ke unsur berikutnya, fakta yang memperkuat konsep baru saat itu tentang nomor atom dan mengarah pada penemuan proton pada 1917. Hasilnya, Moseley mampu mengidentifikasi celah dalam senarai unsur, dan salah satunya adalah unsur dengan nomor atom 72.
Hafnium sebenarnya ditemukan pada 1923 oleh kimiawan Hungaria George de Hevesy dan fisikawan Belanda Dirk Coster. Nama unsur ini berasal dari Hafnia, nama Latin Kopenhagen, yang merupakan tempat kelahiran Niels Bohr dan kota tempat penemuan itu terjadi.
Ada 2 penggunaan khusus Hafnium yang menonjol. Pertama, seperti Zirkonium, Hafnium digunakan dalam reaktor nuklir, tetapi tidak seperti Zirkonium, Hafnium menyerap netron yang dihasilkan dalam reaksi nuklir. Akibatnya, Hafnium digunakan dalam batangan kendali yang melambatkan reaksi nuklir dengan menyerap netron yang masuk ke dalam inti reaktor.
Kedua, pada 2007, Hafnium(IV) oksida (HfO2) mendapatkan ketenaran melalui peranannya dalam chip mikroprosesor generasi baru. Dimasukkannya Hafnium oksida memungkinkan ukuran masing-masing transistor pada chip dikurangi. Ini berarti bahwa chip baru tersebut bisa menampung lebih banyak transistor daripada pendahulunya, dan lebih hemat energi.
Hafnium oksida membentuk sebuah "gerbang" yang memisahkan dua kontak listrik dari masing-masing transistor. Sebelumnya, ketika Silikon dioksida digunakan sebagai gerbang, penciutan transistor lebih lanjut menyebabkan arus listrik bocor di antara kontak.
Kepustakaan:
1. How It Works - Book of the Elements, ed. 5, Imagine Publishing Ltd., United Kingdom, 2016.
2. Periodic Table Book - A Visual Encyclopedia, Dorling Kindersley Limited (Penguin Random House), Great Britain, 2017.
3. Diary Johan Japardi.
4. Berbagai sumber daring.
Jonggol, 19 Juli 2021