Tuesday, December 27, 2011

Materi Fisika Modern Teori Pita Zat Padat dan Semikonduktor

0 komentar
Pita Energi
- Teori pita zat padat merupakan suatu dasar untuk memahami perbedaan antara konduktor, isolator, dan semikonduktor
- Terdapat 2 pendekatan pada teori ini:
1. Teori F. Bloch (1928) → elektron valensi dalam logam tidak mengalami potensial yang konstan dalam gerakannya dalam kristal, melainkan
mengalami potensial yang periodik sesuai dengan susunan kristal
2. Teori W. Heitler dan F.London (1927) → meninjau efek pada fungsi gelombang elektron bila atom-atom membentuk kristal.

Elektron-elektron dalam kristal ada 2 macam
1. Elektron-elektron yang terikat kuat pada masing-masing inti yang selalu tinggal tetap bersama inti (elektron domestik).
2. Elektron-elektron luar atau elektron-elektron valensi, yang terikat sangat lemah dan bebas berigerak dari satu inti ke inti lainnya sehingga elektron-elektron ini dianggap milik kristal bukannya milik inti (elektron bebas)

Potensial Periodik dan fungsi blok
- Dapat dibayangkan bahwa bila elektron bergerak disepanjang kristal yang potensialnya periodik, elektron tidak sepenuhnya bebas tetapi berinteraksi dengan medan kristal .
- Fungsi gelombang elektron untuk menggambarkan gerakannya dalam pengaruh medan kristal merupakan gabungan dari fungsi gabungan untuk elektron bebas dan fungsi yang periodik.
- Fungsi yang bersangkutan disebut fungsi Bloch dengan eikx adalah fungsi untuk elektron bebas sedangkan Uk(x) suatu fungsi ruang periodic
- Jika ada 1022 atom, jumlah tingkat energinya sangat banyak.
- Jarak antara satu tingkat energi dengan tingkat energi lain sangat dekat, sehingga membentuk semacam pita energi.

Konduktifitas Zat Padat
- Berdasarkan daya konduktivitas zat padat, ada 3 macam sifat yaitu :
1. Konduktor
2. Semikonduktor
3. Isolator
- Sifat konduktivitas zat padat, dapat dijelaskan dengan teori pita energi.

Konduktor
- Pita terakhir (pita konduksi) terisi setengah penuh.
- Pita valensi penuh
- Celah energi biasanya tidak ada, justru ada beberapa pita yang bertumpuk/over laping.

Semikonduktor
- Pita terakhir (pita konduksi) kosong.
- Pita valensi penuh
- Celah energi/energy gap sempit (sekitar 1 eV).
- Akibatnya pada suhu rendah dia bersifat isolator, elektron mengisi penuh pita valensi dan pita konduksi kosong. Tetapi pada suhu tinggi sebagian elektron memiliki energi cukup untuk pindah ke pita konduksi sehingga bersifat konduktor


Isolator
- Pita Konduksi kosong
- Pita Valensi penuh
- Celah Energi lebar ( ≈ 6 eV)

Leave a Reply