Di balik kualitas gambar yang memukau dari TV Samsung QLED, tersimpan sebuah rahasia teknologi canggih yang bahkan telah mendapat pengakuan tertinggi dunia sains, Nobel. Ya, teknologi quantum dot yang menjadi jantung layar QLED dianugerahi Nobel Kimia pada tahun 2023.
Penghargaan ini menegaskan betapa signifikan kontribusi quantum dot bagi industri, terutama layar dan medis, dengan potensi aplikasi masa depan yang lebih luas lagi. Komite Nobel mengakui pencapaian luar biasa para ilmuwan dalam penemuan dan sintesis partikel super mungil ini.
Lalu, apa sebenarnya quantum dot dan bagaimana Samsung memanfaatkannya untuk menciptakan pengalaman visual yang luar biasa?
Bayangkan partikel semikonduktor yang ukurannya sangat kecil, hanya seperseribu tebal rambut manusia. Itulah quantum dot. Keunikan partikel berskala nano ini terletak pada kemampuannya memancarkan warna cahaya yang berbeda-beda, murni, dan tajam, hanya dengan mengubah ukurannya.
Profesor Taeghwan Hyeon dari Seoul National University (SNU) menjelaskan bahwa untuk memahami quantum dot, kita perlu memahami konsep band gap (celah pita energi) dalam material semikonduktor. Pada quantum dot, karena ukurannya yang sangat kecil, terjadi fenomena yang disebut quantum confinement (pengurungan kuantum).
“Ketika partikel semikonduktor direduksi hingga skala nanometer, tingkat energinya menjadi terkuantisasi,” ujar Hyeon. “Pada skala ini, band gap dapat dikendalikan dengan menyesuaikan ukuran partikel.”
Profesor Doh Chang Lee dari KAIST menambahkan, “Saat partikel menjadi lebih kecil, panjang gelombang cahaya yang dipancarkan berpindah dari merah ke biru. Dengan kata lain, ukuran nanokristal quantum dot akan menentukan warnanya.”
Kemampuan mengontrol warna hanya berdasarkan ukuran inilah yang membuat quantum dot ideal untuk teknologi layar.
Samsung Electronics, sebagai pemimpin pasar TV global, dengan cerdas memanfaatkan sifat unik quantum dot.
“Salah satu alasan Samsung berfokus pada quantum dot adalah karena puncak spektrum emisinya yang sangat sempit,” kata Sanghyun Sohn, Head of Advanced Display Lab di Samsung Electronics. “Bandwidth yang sempit dan fluorescence yang kuat membuatnya ideal untuk mereproduksi spektrum warna yang luas secara akurat.”
Namun, mengaplikasikan quantum dot ke dalam layar TV bukanlah perkara mudah. Samsung mengembangkan teknologi lapisan film quantum dot khusus. Prosesnya melibatkan penambahan larutan quantum dot ke dasar polimer, menyebarkannya menjadi lapisan tipis, dan mengawetkannya.
“Ibarat mencoba mencampur bubuk kayu manis ke dalam larutan madu yang lengket tanpa membentuk gumpalan – itu bukan tugas yang mudah,” ungkap Sohn. Samsung harus memastikan quantum dot tersebar merata dan stabil dalam jangka panjang, bahkan dalam kondisi ekstrem.
Untuk mengatasi tantangan ini, Samsung mengembangkan material polimer eksklusif dan barrier film (film penghalang) untuk melindungi quantum dot dari kelembapan. “Melalui hal ini, kami tidak hanya berhasil mencapai produksi massal, tetapi juga mengurangi biaya,” tambah Sohn.
Berkat rekayasa canggih ini, lapisan film quantum dot pada Samsung QLED menghasilkan:
Penting untuk dicatat, tidak semua TV yang mengusung nama ‘quantum dot’ diciptakan sama.
“Legitimasi sebuah TV quantum dot terletak pada apakah TV ini benar-benar memanfaatkan efek quantum confinement,” tegas Hyeon.
“Untuk dapat dianggap sebagai TV quantum dot sejati, quantum dot harus berfungsi sebagai inti dari pengkonversi cahaya atau materi utama pemancar cahaya,” tambah Lee.
Sohn menekankan pentingnya kandungan quantum dot. “Samsung QLED menggunakan lebih dari 3.000 parts per million (ppm) material quantum dot.”
Perjalanan Samsung dengan teknologi ini sudah panjang, dimulai dari riset pada 2001, peluncuran TV SUHD quantum dot bebas kadmium pertama di dunia pada 2015, hingga jajaran QLED premium sejak 2017. Pengembangan teknologi bebas kadmium ini juga merupakan inovasi signifikan yang diakui para peneliti peraih Nobel.
Quantum Dot: Partikel Nano Pengubah Warna
Film Quantum Dot yang Canggih
Kualitas Gambar Tak Tertandingi
