4
2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Bahan Ferroelektrik
Film tipis ferroelektrik banyak digunakan dalam aplikasi untuk piranti elektrooptik dan elektronik. Bahan pyroelektrik dan piezoelektrik merupakan sub
kelompok dari bahan ferroelektrik. Bahan ferroelektrik tercangkup didalamnya pyroelektrik seperti LiTaO
3.
Ferroelektrik menunjukkan bahwa kelompok material dielektrik yang dapat terpolarisasi listrik secara internal pada rentang temperatur
tertentu. Polarisasi terjadi di dalam dielektrik sebagai akibat adanya medan listrik dari luar dan simetri pada struktur kristalografi di dalam sel satuan. Jika pada
material ferroelektrik dikenakan
medan listrik, maka atom-atom tertentu mengalami pergeseran dan menimbulkan
momen dipol listrik. Momen dipol ini yang menyebabkan polarisasi. Momen dipol
per-satuan volume disebut sebagai polarisai dielektrik Seo, 2004.
Ferroelektrik adalah gejala terjadinya perubahan polarisasi listrik secara spontan pada material tanpa gangguan medan listrik dari luar. Ferroelektrivitas
merupakan fenomena yang ditunjukkan oleh kristal dengan suatu polarisasi spontan dan efek histerisis yang berkaitan dengan perubahan dielektrik dalam menanggapi
penerapan medan listrik. Sifat histeresis dan konstanta dielektrik yang tinggi dapat diterapkan pada sel memori Dynamic Random Acsess Memory DRAM dengan
kapasitas penyimpanan melampaui 1 Gbit, pada lapisan dielektrik semikonduktor diharuskan ukuran sel direduksi besar-besaran, sehingga dianggap tidak praktis lagi,
sifat piezoelektrik dapat digunakan sebagai mikroaktuator dan sensor, sifat pyroelektrik dapat diterapkan pada switch termal infra merah, sifat polaryzability
dapat diterapkan sebagai Non Volatile Ferroelektrik Random Acsess Memory NVFRAM Irzaman et al 2010.
2.2 Substrat Silikon Si
Silikon adalah suatu unsur kimia yang memiliki lambang Si dan nomor atom 14. Si merupakan unsur terbanyak kedua di bumi dan unsur dari golongan IV A
dalam sistem periodik unsur-unsur. Sebagian besar unsur bebas Si tidak ditemukan di alam. Oleh karena itu Si dihasilkan dengan mereduksi kuarsa dan pasir dengan
karbon yang berkualitas tinggi. Silikon untuk penggunaan semikonduktor dimurnikan lebih lanjut dengan metode pelelehan berzona kristal czochralski.
Kristal Si ini memiliki kilap logam dan mengkristal dengan struktur intan Saito et al 1996.
Silikon adalah semikonduktor pengganti germanium. Sebuah atom Si terisolasi mempunyai 14 proton dan 14 elektron Malvino, 1990.
Setiap atom Si mempunyai empat buah elektron valensi. Atom Si menempati kisi-kisi dalam kristal.
Setiap atom Si terikat dengan empat buah atom Si lain membentuk ikatan kovalen. Kristal Si merupakan semikonduktor intrinsik, yaitu semikonduktor murni yang
belum dicampur atau dikotori dengan atom lain. Pada suhu 0°K, kristal Si bersifat sebagai isolator karena memiliki pita konduksi yang kosong. Namun ketika
dipanaskan elektron mendapat energi, hal ini mengakibatkan adanya perpindahan elektron ke pita konduksi sehingga dapat bersifat sebagai konduktor Sutrisno,
1986.
Kategori