Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Metode Penelitian Lokasi dan Waktu Penelitian

1.4 Tujuan Penelitian

1. Mengetahui spektrum energi sistem quantum dot berbasis GaAsAlGaAs secara teoritis kemudian dibandingkan hasilnya dengan data kuantitatif eksperimen yang diperoleh dari pengumpulan data [L.P. Kouwenhoven dan Tarucha] melalui jurnal-jurnal penelitian mengenai spektrum energi quantum dot. 2. Mengaplikasikan persamaan Hamiltonian dan Schrödinger dalam sistem quantum dot bahan semikonduktor berbasis GaAsAlGaAs.

1.5 Manfaat Penelitian

1. Sebagai studi awal dalam mempelajari sifat elektronik sistem quantum dot berbasis GaAsAlGaAs melalui spektrum energi 2. Sebagai bahan rujukan awal untuk mengetahui spektrum energi quantum dot pada bahan semikonduktor GaAsAlGaAs dengan biaya yang sangat ekonomis dan sangat efisien digunakan di negara Indonesia mengingat bahwa peralatan eksperimen yang digunakan untuk penelitian perilaku elektron dalam struktur elekronik semikonduktor sangat mahal biayanya.

1.6 Metode Penelitian

Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah kajian teoritis terhadap perilaku elektron dalam bahan semikonduktor GaAsAlGaAs melalui penentuan spektrum energi secara teoritis. Adapun struktur semikonduktor yang dikaji adalah struktur semikonduktor quantum dot. Pada struktur ini akan diperoleh spektrum energi maupun nilai eigen dan fungsi eigen dengan menerapkan persamaan Hamiltonian dan Schrödinger. Universitas Sumatera Utara Desain Penelitian Bahan Semikonduktor AlGaAs dan GaAs Struktur Quantum Dot Persamaan Hamiltonian dan Schrödinger Dicari Spektrum energi, nilai eigen dan fungsi eigen Spektrum energi Dibandingkan Hasilnya Hasil penelitian eksperiment dari jurnal [Kouwenhoven dan Tarucha] Kesimpulan Universitas Sumatera Utara

1.7 Lokasi dan Waktu Penelitian

Sehubungan penelitian dilakukan secara teoritis, maka penelitian dilakukan melalui studi pustaka di perpustakaan USU, internet Pascasarjana USU, Perpustakaan Fisika ITB, Pusat Dokumentasi dan Informasi LIPI, dan Perpustakaan Universitas dan FMIPA UGM yakni dengan mengumpulkan bahan referensi jurnal-jurnal penelitian eksperiment dan teoritis di bidang transport elektron semikonduktor. Waktu penelitian dijadwalkan selama tiga bulan yaitu pada bulan Maret 2010 sampai dengan bulan Mei 2010. Universitas Sumatera Utara BAB II ELEKTRON DALAM STRUKTUR KUANTUM Perilaku pembawa muatan elektronhole pada devais berstruktur kuantum seperti quantum well, quantum wire, serta quantum dot sangat menarik untuk dikaji karena efek mekanika kuantum sangat berperan dalam menentukan sifat-sifat devais tersebut. Devais berstruktur kuantum dibentuk dari dua material yang memiliki pita energi berbeda sehingga terbentuk band gab discontinuity . Agar mampu mengurung pergerakan pembawa muatan, devais tersebut harus berukuran 10 Α - 100 v c E E Δ Δ Α atau ekivalen dengan 10-100 lapis atom jika diasumsikan satu lapis atom memiliki tebal 1 Α sehingga ukuran devais lebih kecil dibandingkan panjang gelombang elektron Regime devais dengan ukuran hanya beberapa lapis atom dikenal dengan istilah mesoscopic regime Borovitskaya E, dan Shur M.S, 2003. Gambar 2.1: Semikonduktor paduan AlGaAs dan GaAs yang membentuk sumur potensial akibat perbedaan pita energi. Borovitskaya E, dan Shur M.S, 2003 Pada regime tersebut, sifat kimia, fisika, optik, maupun sifat elektronik bergantung pada ukuran dan bentuk material. Khusus untuk material semikonduktor, regime tersebut terkait dengan panjang gelombang de Broglie. Universitas Sumatera Utara Dimana ukuran semikonduktor pengurungnya harus lebih kecil dibandingkan panjang gelombang de Broglie. Borovitskaya E, dan Shur M.S, 2003 p h = λ 2.1 dengan p = m v adalah momentum elektron, m adalah massa efektif elektron, dan v adalah kecepatan elektron. Jika diasumsikan th v v ≈ 3 m KT v th = 2.2 dengan adalah kecepatan thermal, K adalah konstanta Boltzmann, dan T adalah temperatur, diperoleh [4] th v nm T m m v th 300 22 , 6 = 2.3 Sehingga ukuran devais berstruktur kuantum harus lebih kecil dibandingkan dengan panjang gelombang de Broglie yang diberikan oleh persamaan 2.3. Pada bab ini akan dibahas secara detail mengenai elektron dalam struktur quantum well, quantum wire, serta quantum dot yang melibatkan aspek pengurungan kuantum berturut-turut satu dimensi, dua dimensi, dan tiga dimensi.

2.1 Quantum Well