Kelebihan Metode Pembentukan Lapisan Tipis S

17

2.2. Lapisan Tipis SnO

2

2.2.1. Semikonduktor

Semikonduktor merupakan bahan padat yang sifat hantaran listriknya terletak antara bahan konduktor dan bahan isolator. Daya hantar listrik semikonduktor tergantung pada suhu lingkungannya, yaitu pada suhu rendah berprilaku seperti bahan isolator T = 0 K, sedangkan pada suhu tinggi berprilaku seperti bahan konduktor. Penghantar listrik pada semikonduktor adalah elektron dan hole, dimana pada semikonduktor intrinsik suhu tinggi dapat menyebabkan elektron pada pita valensi berpindah menuju pita konduksi dengan meninggalkan hole pada pita valensi. Semakin tinggi suhu, semakin banyak elektron dilepaskan dari ikatannya Blocher Richard, 2003. Gambar 2.3. Skema pita energi pada semikonduktor intrinsik. Berdasarkan azas Pauli, dalam suatu tingkat energi tidak boleh terdapat lebih dari satu elektron pada keadaan yang sama. Kumpulan garis pada tingkat energi yang sama akan saling berhimpitan dan membentuk satu pita, ini disebut pita energi. Secara umum penentuan struktur pita energi untuk kristal isolator, kristal semikonduktor dan kristal konduktor dapat diilustrasikan pada Gambar 2.4. dimana pada keadaan kesetimbangan pita energi tersplit menjadi dua bagian dan 18 dipisahkan oleh daerah dimana elektron tidak bisa bergerak atau beroperasi, daerah ini disebut daerah terlarang band gap. Gambar 2.4. Struktur pita energi untuk : a. bahan isolator; b bahan semikonduktor; dan c bahan konduktor. Isolator memiliki celah energi cukup besar ~ 9 eV, dimana pita konduksinya tidak terisi oleh elektron kosong, sedangkan pada pita valensinya penuh oleh elektron. Sehingga bahan isolator tidak bisa menghantarkan listrik. Semikonduktor memiliki celah energi sekitar ~ 1,1 eV, dimana sebagian elektron pada pita valensi pindah menuju pita konduksi, sehingga meninggalkan hole pada pita valensi. Kemudahan elektron pindah menuju pita konduksi karena energi gap- nya kecil. Elektron-elektron ini cukup untuk menimbulkan sejumlah arus yang terbatas untuk mengalir jika medan listrik dipasang, sehingga bahan memiliki resistivitas listrik diantara isolator dan konduktor. Sedangkan konduktor tidak ada celah energi, dimana pita konduksi terisi sebagian oleh elektron. Sehingga elektron-elektron pada pita valensi sangat mudah untuk pindah menuju pita konduksi, hal inilah yang menyebabkan bahan konduktor sangat mudah menghantarkan listrik. Elektron pembawa muatan negatif dalam pita konduksi dan hole merupakan pembawa muatan positif pada pita valensi Van Vlack, 1991.