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.