Disable Preloader

Berita

24 Juni 2022

Kalkulasi Struktur Elektronik Material dan Visualisasi Data dengan Python

 

Tangerang Selatan, Humas BRIN. Pusat Riset Fisika Kuantum – Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN) menyelenggarakan Kolokium Fisika BRIN, pada Selasa (14/6). Topik yang diangkat adalah 'Kalkulasi Struktur Elektronik Material dan Visualisasi Data dengan Python', oleh pembicara internal BRIN, yaitu Ahmad Ridwan Tresna Nugraha.

Selaku Kepala PR Fisika Kuantum, Ridwan kerap disapa, memperkenalkan PR Fisika Kuantum. Di PR Fisika Kuantum ada lima kelompok riset, yaitu Fisika Teori Energi Tinggi, Fisika Nuklir dan Partikel Eksperimen, Teori Materi Kuantum, Simulasi dan Desain Nanomaterial, serta Perangkat dan Teknologi Kuantum.

Sementara kegiatan riset di grup Ridwan yaitu Teori Materi Kuantum ada beberapa kegiatan riset yang mencakup condensed matter, quantum optics, dan energy conversion dengan paradigma fisika teori dan komputansi, seperti mengoptimasi efisiensi material energi. "Dari fisika teori kita juga ingin mengetahui material-material yang bagus untuk konversi energi, seperti material baterai, termoelektrik, dan fotovoltaik," ungkapnya. 

Ridwan sendiri pernah mengerjakan elektromagnetik dan optomekanik tentang electromechanical actuators, serta light-induced mechanical vibrations, light-matter interaction and quantum transport, seperti spectroscopy theory, quantum Hall effect, dan spintronics/valleytronics.

Selain itu, topik-topik hangat yang dikerjakan diantaranya adalah quantum hydrodynamics, quantum foundations, novel Monte Carlo simulation, dan topological materials.

"Saya hanya ingin menunjukkan kita bisa menggunakan bahasa apa pun untuk melakukan kalkulasi struktur elektronik material,” ujarnya. 

Dirinya lebih sering mengunakan Python Matplotlib untuk menggambar grafik karena ada keunggulan tersendiri yang lebih enak digunakan dibandingkan software sebelumnya. 

“Hanya untuk beberapa kasus, kalau mau mem-plot seperti animasi, yang banyak gambarnya yang berkali-kali diulang dengan menggunakan script, saya lebih cenderung menggunakan Gnuplot,” kata Ridwan.

Ridwan merasakan bahwa menggunakan software Python ternyata multiguna untuk keperluan riset sehari-hari. “Melalui Python bisa menggunakan scientific computation dan plotting atau visualisasi dalam satu antarmuka," katanya.

"Melalui platform berbasis web, yakni Jupyter di web browser, langsung terlihat kita menghitung dan keluar plotnya,” imbuhnya.

Walaupun demikian, Ridwan pernah merasa sebal juga saat menghitung yang kelas berat. “Perlu diakui Python sulit diparalelisasi, lambat untuk kalkulasi atau komputasi numerik yang kelas berat. Misalnya memecahkan permasalahan nilai eigen yang matriks penyusunnya berukuran besar,” ucap lulusan strata-2 dan strata-3 di Tohoku University, Jepang.

Ia menyarankan, bagi yang membutuhkan hitungan yang sangat berat, lebih baik tidak menggunakan bahasa Python, tetapi menggunakan yang lain seperti Fortran, atau C/C++.

Pada tahun 2019, dengan menggunakan Python, dengan cepat Ridwan dan tim bisa mempublikasis paper dengan judul 'Optimal band gap for improved thermoelectric performance of two-dimensional Dirac materials'.

Menurutnya, jika ada permasalahan, ia melakukan kalkulasi, komputasi, lalu visualisasi, dan dijadikan paper. "Itu akan menjadi cara yang paling cepat bagi yang belum pernah belajar bahasa tersebut sama sekali," tuturnya.

Ridwan melanjutkan bahwa dalam melakukan kalkulasi struktur elektronik material bisa dimulai dengan memperhatikan bahwa material itu ada di mana-mana.  

"Dengan hal tersebut, kita bisa lihat material serta tantangan yang terkait dengan material itu, yang dapat muncul dalam berbagai aplikasi dan pada berbagai skala," jelasnya. 

“Jadi di industri dan aplikasi lainnya pemahaman tentang bagaimana material berperilaku serta kaitannya dengan fisika fundamental, itu akan memungkinkan perkembangan serta kemajuan yang lebih pesat lagi,” terangnya.

“Kita butuh tools prediktif dari sisi teori, komputasi dengan akurasi yang lebih tinggi yang memungkinkan untuk membuat prediksi yang lebih kuantitatif tentang material,” tegas Kapusris muda ini.

Sebagai informasi, Kolokium Fisika Kuantum rutin diselenggarakan dua kali setiap bulannya, dengan menghadirkan pembicara dari internal PR Fisika Kuantum BRIN, maupun pembicara tamu dari luar BRIN. Topik yang disajikan sangat beragam terkait berbagai fenomena kuantum, baik dari ranah fundamental, hingga aplikasi teknologi dari cabang fisika partikel, hingga ke fisika material. (hrd/ ed: adl)