Indium dalam Layar Sentuh

Layar sentuh dari tablet ini memiliki kisi-kisi yang sangat tipis, berupa kabel transparan yang terbuat dari Indium timah oksida (ITO).

Tabel periodik unsur-unsur kimia, diadaptasi dari buku: Periodic Table Book - A Visual Encyclopedia.

Dalam tabel periodik, Indium termasuk dalam golongan Boron atau golongan 13 setelah Galium (lihat artikel saya: Galium yang Tidak Toksik dan Ramah Lingkungan) dan memiliki nomor atom 49.

Dua unsur terakhir golongan 13 diberi nama berdasarkan warna garis terang dalam spektrum cahaya yang dihasilkan ketika senyawanya dipanaskan dalam nyala api. Indium berasal dari kata Indigo, yang merupakan warna cahaya yang dilepaskan atom-atomnya ketika dielektrifikasi.

Indium ditemukan pada 1863 oleh 2 kimiawan Jerman Ferdinand Reich dan Hieronymous Theodor Richter, selama kajian spektroskopi mineral yang diduga mengandung Talium. Garis biru indigo yang mereka amati tidak cocok dengan salah satu unsur yang diketahui pada saat itu, dan mereka menyadari bahwa mereka telah menemukan unsur baru.

Mineral Indium langka, dan sebagian besar logam Indium diperoleh dari bijih timah dan seng, misalnya Sphalerite (lihat gambar Sphalerite dalam artikel saya: Seng dan Berbagai Penggunaannya).

Dalam bentuknya yang murni, Indium adalah logam yang sangat lunak dan berwarna keperakan yang cerah. Hanya beberapa ratus ton logam Indium yang diproduksi setiap tahun, sebagian besar sebagai produk sampingan dari ekstraksi seng dari Sphalerite.

Beberapa penggunaan senyawa Indium. Diadaptasi dari buku: Periodic Table Book - A Visual Encyclopedia, hlm. 137.

Penggunaan Indium yang paling penting adalah dalam produksi layar elektronik. Campuran padat dari Indium(III) dan timah(IV) oksida (In2O3 dan SnO2) memiliki kombinasi sifat yang tidak biasa, keduanya transparan dan merupakan konduktor listrik yang baik. Sebagian besar layar elektronik panel datar membutuhkan elektroda di bagian depan dan belakang, elektroda di depan harus transparan, atau gambar akan kabur. Campuran ini disebut Indium Timah Oksida (ITO) yang digunakan pada layar sentuh yang memungkinkan deteksi ketika jari melakukan kontak dengan layar.

ITO memiliki titik leleh dalam kisaran 1526-1926C, bergantung pada komposisinya. Bahan yang paling umum digunakan memiliki komposisi In4Sn, semikonduktor tipe-n dengan celah pita besar sekitar 4 eV.

ITO transparan terhadap cahaya tampak dan memiliki konduktivitas listrik yang relatif tinggi. ITO memiliki resistivitas listrik rendah ~0,0001 Ohm.cm dan film tipisnya bisa memiliki transmitansi optik lebih besar dari 80%. Sifat ini digunakan untuk layar sentuh seperti HP maupun tablet.

ITO merupakan bahan optoelektronik yang banyak digunakan baik dalam penelitian maupun industri. ITO bisa digunakan untuk layar panel datar, jendela pintar, elektronik berbasis polimer, fotovoltaik film tipis, pintu kaca freezer supermarket, dan jendela bangunan.
Selain itu, film tipis ITO untuk substrat kaca bisa membantu jendela kaca untuk menghemat energi.

Pita hijau ITO digunakan untuk produksi lampu yang elektroluminesen yang fungsional dan sepenuhnya fleksibel. Juga, film tipis ITO digunakan terutama sebagai pelapis yang anti-reflektif dan untuk layar kristal cair (LCD) dan elektroluminesensi, di mana film tipis digunakan sebagai elektroda transparan konduktor.

ITO juga sering digunakan untuk membuat lapisan konduktif transparan layar OLED, layar plasma, panel sentuh, dan aplikasi tinta elektronik. Film tipis ITO juga digunakan dalam dioda pemancar cahaya organik, sel surya, pelapis antistatik dan pelindung induksi elektromagnetik. Dalam dioda pemancar cahaya organik, ITO digunakan sebagai anoda (lapisan injeksi lubang).

Film ITO yang dideposit dalam kaca depan digunakan untuk mencairkan bekuan es pada kaca depan pesawat. Panas dihasilkan dengan mengaplikasikan voltase pada film.

ITO juga digunakan untuk berbagai pelapis optik, terutama pelapis yang memantulkan inframerah (cermin panas) untuk otomotif, dan kaca lampu uap Natrium. Kegunaan lain termasuk sensor gas, pelapis antirefleksi, pembasahan elektro pada dielektrik, dan reflektor Bragg untuk laser VCSEL.

ITO juga digunakan sebagai reflektor inframerah untuk panel jendela, lapisan sensor pada  kamera tertentu sebagai sarana untuk meningkatkan respons saluran biru.

Pengukur regangan film tipis ITO bisa beroperasi pada temperatur hingga 1400C dan bisa digunakan untuk turbin gas, mesin jet, dan mesin roket.

Senyawa lain, Indium(III) nitrida (InN), digunakan bersama dengan Galium(III) nitrida (GaN) dalam LED.

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, 15 Juli 2021

Johan Japardi