• Document: T 19 Kerapatan Keadaan pada Struktur Nano Berbentuk Sumur Nano, Kawat Nano dan Titik Nano
  • Size: 364.75 KB
  • Uploaded: 2019-05-17 14:57:05
  • Status: Successfully converted


Some snippets from your converted document:

PROSIDING                                   ISBN : 978 – 979 – 16353 – 6 – 3     T – 19 Kerapatan Keadaan pada Struktur Nano Berbentuk Sumur Nano, Kawat Nano dan Titik Nano Ratno Nuryadi Pusat Teknologi Material, Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT) BPPT Gedung II Lt. 22. Jl. M.H. Thamrin No. 8 Jakarta 10340 E-mail : ratnon@gmail.com Abstrak Teknologi fabrikasi semikonduktor saat ini mampu membuat struktur dalam ukuran sangat kecil sampai berukuran nanometer. Ada 3 struktur dasar material berukuran nanometer, yaitu sumur nano (nano well), kawat nano (nano wire) dan titik nano (nano dot). Pada divais nanoelektronika, perbedaan struktur ini akan memberikan perbedaan pada kalkulasi jumlah elektron yang dapat berada pada struktur tersebut, yang akhirnya menimbulkan perbedaan juga pada nilai arus listrik. Makalah ini membahas cara perhitungan kerapatan keadaan (density of state) dari ketiga struktur tersebut berikut contoh aplikasinya pada beberapa jenis semikonduktor seperti silikon dan germanium. Didapatkan hasil bahwa kerapatan keadaan pada sumur nano membentuk karakteristik tangga, kerapatan keadaan pada kawat nano membuat bentuk pola gabungan antara diskrit dan penurunan secara eksponensial, dan kerapatan keadaan pada titik nano membentuk karakteristik diskrit. Didapatkan hasil juga bahwa meskipun bentuk strukturnya sama, antara material satu dengan lainnya (silikon dan germanium) mempunyai nilai kerapatan keadaan yang berbeda. Ini dikarenakan perbedaan massa efektif (effective mass) pada material-material tersebut. Perhitungan kerapatan keadaan seperti ini penting karena kerapatan keadaan adalah unsur utama dalam kalkulasi jumlah elektron yang dapat mengisi struktur material tersebut, yang akhirnya akan menentukan jumlah arus yang mengalir. 1. Pendahaluan Salah satu sifat dasar yang dimiliki oleh divais elektronika adalah karakteristik arus listrik versus tegangan. Arus listrik suatu divais elektronika merupakan fungsi dari jumlah elektron yang mengalir pada struktur divais tersebut dikalikan dengan muatan dasar elektron 1.602×10-19 Coulomb. Jumlah elektron yang mengalir bergantung pada bentuk struktur dan fungsi distribusi Fermi-Diract yang menunjukkan peluang elektron menempati struktur tersebut [1-2]. Seiring dengan perkembangan teknologi semikonduktor, teknik fabrikasi divais elektronika sedemikian maju dan memungkinkan untuk membuat struktur divais berukuran nanometer [3-5]. Berbagai bentuk divais selama ini telah dikembangkan oleh para ilmuwan baik dari bentuk yang sederhana sampai bentuk yang komplek. Tetapi pada hakekatnya hanya ada 3 bentuk dasar ketika material berukuran nanometer, yaitu sumur nano (nano well), kawat nano (nano wire) dan titik nano (nano dot) [6]. Perbedaan kegiatan struktur tersebut menimbulkan perbedaan nilai kerapatan keadaan (density of state) yang akhirnya menimbulkan perbedaan nilai arus listrik. Makalah ini membahas cara perhitungan kerapatan keadaan untuk struktur sumur nano, kawat nano, titik nano dan aplikasi perhitungannya pada jenis semikonduktor   Makalah dipresentasikan dalam Seminar Nasional Matematika dan Pendidikan Matematika  dengan  tema  ”M Matematika  dan  Pendidikan  Karakter  dalam  Pembelajaran”  pada  tanggal        3 Desember 2011 di Jurusan Pendidikan Matematika FMIPA UNY  PROSIDING                                                                                          ISBN : 978 – 979 – 16353 – 6 – 3          silikon dan germanium. Formulasi kerapatan keadaan dilakukan berbasis perbandingan jumlah elektron pada satu unit keadaan dan volume struktur. 2. Kerapatan Keadaan Kerapatan keadaan (density of state, DOS) adalah jumlah keadaan tiap unit energi dan tiap unit volume. Sebelum menghitung kerapatan keadaan pada struktur nanometer (sumur nano, kawat nano dan titik nano), di bawah ini akan dihitung terlebih dahulu struktur besar tiga dimensi (3D). Untuk menghitungnya perlu dilakukan analisa sebagai berikut. Di dalam ruang kristal dimensi 3 berbentuk kubus (Gambar 1), hubungan antara energi dan k (ruang resiprokal) dapat dituliskan sebagai berikut, (1) dalam hal ini, , di mana , dan . Catatan bahwa adalah bilangan bulat. Sehingga, (2) Ilustrasi ruang k ini digambarkan pada Gambar 1. Gambar 1. Ilustrasi ruang k untuk perhitungan kerapa

Recently converted files (publicly available):