| dc.description.abstract | Semikonduktor merupakan bahan yang memiliki nilai konduktivitas listrik di
antara isolator dan konduktor. Berdasarkan kemurniannya bahan semikonduktor
dibagi menjadi 2 yaitu semikonduktor intrinsik dan semikonduktor ekstrinsik. Secara
umum semikonduktor ekstrinsik dibagi menjadi tiga tipe yaitu tipe-n, tipe-p dan
paduan. Semikonduktor paduan merupakan penggabungan unsur golongan II dan VI
atau unsur golongan III dan V. Gallium Arsenid (GaAs) merupakan salah satu bahan
semikonduktor paduan. Dalam proses menghantarkan arus. pada bahan
semikonduktor terdapat sebuah mekanisme yang disebut mobilitas pembawa muatan.
Laju mobilitas pembawa muatan pada bahan dipengaruhi oleh beberapa faktor antara
lain temperatur. Meningkatnya temperatur dalam bahan juga dapat menimbulkan
terjadinya mekanisme hamburan (scattering). Pada umumnya terdapat dua
mekanisme hamburan pada bahan semikonduktor, yaitu hamburan impuritas
terionisasi dan hamburan kisi (fonon). Hamburan kisi dibagi menjadi dua yaitu
hamburan deformasi potensial dan hamburan fonon piezoelektrik. Hamburan fonon
piezoelektrik merupakan hamburan pada semikonduktor paduan yang masih terdapat
ikatan ionik. Ikatan ion akan terpolarisasi sehingga akan menimbulkan beda potensial
yang dapat mengganggu mobilitas pembawa muatan pada bahan. Hamburan yang
terjadi mempengaruhi konsentrasi pembawa muatan. Sehingga penelitian ini
mengkaji pengaruh hamburan fonon piezoelektrik akibat perubahan temperatur
terhadap distribusi konsentrasi elektron pada bahan Gallium Arsenida.
Penelitian dilakukan dalam beberapa tahap simulasi. Tahap pertama dilakukan
entry data berupa geometri bahan GaAs dalam bentuk 2D dengan panjang 7.0 μm dan
viii
lebar 5.0 μm, parameter bahan GaAs, temperatur dan mobilitas elektron. Kemudian
dilakukan pengaturan kondisi batas dan penyelesaian persamaan Poisson dan
Kontinuitas menggunakan Metode Elemen Hingga (MEH). Tahap selanjutnya
memasukkan parameter input dengan memvariasikan mobilitas elektron yang
diperoleh dari hasil eksperimen Manion (1988) dan memvariasikan temperatur pada
40K, 60K, 80K, 100K, dan 300K. Selanjutnya dilakukan running simulasi dan
diamati distribusi konsentrasi elektron pada 6 daerah koordinat yang berbeda yaitu
pada daerah katoda (0,198;-0,696), daerah dekat katoda (0,198;-0,5), daerah tengah 1
(0,198;-0,365), daerah tengah 2 (0,198;-0,343), daerah dekat anoda (0,198;-0,2) dan
daerah anoda (0,198;-0,00313).
Hasil simulasi menunjukkan pada bahan GaAs memiliki perbedaan dalam
distribusi konsentrasi elektronnya ketika dilakukan perubahan temperatur. Pada
daerah katoda dan daerah dekat katoda konsentrasi elektronnya cenderung tetap. Hal
tersebut menunjukkan bahwa konsentrasi elektron untuk daerah tersebut telah
mencapai nilai yang maksimum. Sementara itu, pada daerah tengah 1 distribusi
konsentrasi elektron menurun terhadap perubahan temperatur. Hal tersebut
disebabkan karena peningkatan temperatur akan mengakibatkan konsentrasi elektron
pada daerah mirip tipe-n meningkat, sehingga terjadi difusi elektron dari daerah mirip
tipe-n ke daerah tipe-p akibat adanya perbedaan konsentrasi. Elektron yang berpindah
akan meninggalkan hole pada daerah mirip tipe-n dan akhirnya akan berkumpul pada
daerah tengah 1 sebagai pembawa muatan minoritas yang menyebabkan konsentrasi
elektron turun. Pada daerah tengah 2 sesuai dengan teori, peningkatan temperatur
menyebabkan peningkatan pada konsentrasi elektron. Hal tersebut terjadi karena
peningkatan temperatur dapat meningkatkan energi termal pada bahan. Sehingga
elektron akan mudah tereksitasi dari pita valensi ke pita konduksi. Untuk daerah
dekat anoda dan anoda menunjukkan konsentrasi elektron yang relatif sama. Hal
tersebut dipengaruhi oleh nilai Va digunakan konstan. Sehingga konsentrasi elektron
yang dihasilkan dijaga agar tetap konstan atau relatif sama. | en_US |
