Koefisientransmisi dan Refleksi Pada Efek Terobosan Penghalang Potensial Menggunakan Persamaan Schrodinger Dua Dimensi

Abstract

Pada awal abad ke dua puluh mulai berkembang ilmu Fisika Modern yang saat ini dikenal dengan Teori Mekanika Kuantum. Teori Mekanika Kuantum dapat menjelaskan berbagai kejadian atau fenomena yang terjadi pada partikel berukuran atomik. Salah satu persamaan yang fundamental pada era Fisika Modern yaitu Persamaan Schrodinger. Persamaan Schrodinger merupakan persamaan differensial orde dua, dimana solusi dari persamaan ini dikenal dengan fungsi gelombang. Permasalahan yang dapat diselesaikan dengan menggunakan Persamaan Schrodinger salah satunya yaitu Efek Terobosan atau Tunneling Effect. Tunneling Effect merupakan keadaan dimana partikel yang memiliki energi E dapat menerobos potensial penghalang V yang energinya lebih besar dari energi partikelnya (E < V). Partikel yang digunakan dalam penelitian ini yaitu elektron, karena perangkat elektronik akan bekerja sebagaimana fungsinya apabila dialiri oleh arus listrik berupa elektron. Dalam fenomena tunneling dikenal dua istilah yaitu Koefisien Transmisi dan Koefisien Refleksi. Koefisien Transmisi adalah kemungkinan yang dimiliki partikel untuk menerobos potensial penghalang, sedangkan koefisien refleksi merupakan kemungkinan yang dimiliki partikel untuk dipantulkan oleh potensial penghalang. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui nilai koefisien transmisi yang dimiliki elektron ketika menerobos potensial penghalang dengan menggunakan persamaan schrodinger dua dimensi, dan untuk mengetahui nilai koefisien refleksi yang dimiliki elektron ketika menerobos potensial penghalang dengan menggunakan persamaan schrodinger dua dimensi. Levi (2003) dalam bukunya menggunakan potensial tunggal satu dimensi dengan karakteristik bahan yaitu tinggi potensial penghalang 𝑉0 = 1 𝑒𝑉, lebar potensial penghalang 𝐿 = 0.5 𝑛𝑚, dan energi elektron yang digunakan yaitu 𝐸 = 0.9 𝑒𝑉. Dalam bukunya didapatkan bahwa nilai koefisien tertinggi yang dimiliki oleh elektron yaitu 0.8853 ketika energi elektron maksimum yaitu 𝐸 = 0.9 𝑒𝑉. Sedangkan dalam penelitian ini, elektron yang menerobos potensial penghalang memiliki koefisien trasmisi tertinggi ketika energi elektron 𝐸 = 0.9 𝑒𝑉 dengan koefisien transmisi sebesar 0.6484 , sedangkan untuk koefisien refleksi terbesar yang dimiliki elektron yaitu ketika energi elektron minimum 𝐸 = 0.01 𝑒𝑉 dengan koefisien refleksi sebesar 0.9879. Pada potensial penghalang tunggal dengan keadaan energi partikel lebih besar daripada energi potensial penghalangnya (𝐸 ≤ 𝑉) tidak terjadi resonansi. Hal ini mungkin disebabkan kurang berpengaruhnya secara eksponensial dari fungsi gelombang pantul ketika terjadi perubahan potensial di 𝑥 = L.