4
a b Gambar 2.2 a Reverse biased b Forward
biased [19]
Keterangan : I
r
merupakan arah arus pada bias mundur dan I
f
merupakan arah arus pada bias maju.
2.6 Fotodioda
Fotodioda adalah jenis dioda yang berfungsi mendeteksi cahaya. Fotodioda
merupakan sensor cahaya semikonduktor yang dapat mengubah besaran cahaya
menjadi besaran listrik. Fotodioda merupakan sebuah dioda dengan sambungan p-n yang
dipengaruhi cahaya. Cahaya yang dapat dideteksi oleh fotodioda ini mulai dari cahaya
infra merah, cahaya tampak, ultra ungu sampai dengan sinar-X. Aplikasi fotodioda
mulai dari penghitung kendaraan di jalan umum secara otomatis, pengukur cahaya
pada kamera serta beberapa peralatan di bidang medis [20]. Fotodioda dapat dianggap
sebagai baterai surya, tetapi biasanya mengacu pada sensor sebagai pendeteksi
intensitas cahaya. Cahaya yang dikenakan pada
fotodioda akan
mengakibatkan terjadinya pasangan electron-hole pada
junction . Ketika elektron-elektron yang
dihasilkan itu masuk ke pita konduksi maka elektron-elektron itu akan mengalir ke arah
positif sumber tegangan sedangkan hole yang dihasilkan mengalir ke arah negatif sumber
tegangan sehingga arus akan mengalir di dalam rangkaian. Besarnya pasangan elektron
ataupun hole yang dihasilkan tergantung dari besarnya intensitas cahaya yang dikenakan
pada fotodioda. Fotodioda memiliki daerah permukaan aktif yang ditumbuhkan di atas
permukaan substrat, yang pada akhirnya akan menghasilkan persambungan p-n [21].
Pada Gambar 2.3 menunjukkan keadaan fotodioda
persambungan p-n
, terlihat
pasangan elektron-hole terjadi pada lapisan-p dan lapisan-n.
Gambar 2.3 Keadaan fotodio dan persambungan p-n [19]
2.7 Fotokonduktivitas
Material alami maupun buatan yang terdapat di alam dapat diklasifisikan menjadi
tiga yaitu
konduktor, isolator
dan semikonduktor. Nilai dari konduktivitas
listrik ketiga material tersebut berbeda seperti pada Gambar 2.4 yang menunjukkan
spektrum konduktivitas listrik [22].
Fotokonduktivitas adalah fenomena optik dan listrik di dalam suatu material yang
menjadi lebih konduktif ketika menyerap radiasi elektromagnet seperti cahaya tampak,
sinar ultraviolet, sinar inframerah atau radiasi gamma. Ketika cahaya diserap oleh sebuah
material seperti semikonduktor, jumlah perubahan
elektron bebas
dan hole
meningkatkan konduktivitas listrik dari semikonduktor.
Eksitasi cahaya
yang menumbuk semikonduktor harus mempunyai
cukup energi untuk meningkatkan jumlah elektron yang menyeberangi daerah terlarang
atau oleh eksitasi pengotoran dengan daerah bandgap
. Konduktivitas
listrik berhubungan dengan resistivitas
ρ seperti pada persamaan 2.1.
2.1 Peningkatan
konduktivitas listrik
disebabkan oleh eksitasi dari penambahan pengisian bebas yang diangkut oleh cahaya
energi tinggi pada semikonduktor dan isolator. Untuk mempertinggi konduksi
listriknya, sering kali dilakukan doping dengan dopan ekstrinsik [23].
Sensor fotokonduktivitas
dibuat dengan tujuan menghasilkan perubahan
resistansi atau tegangan ketika disinari cahaya.
Dengan demikian
sensor fotokonduktivitas banyak digunakan sebagai
ON-OFF devices saklar, measuring devices,
atau limited power sources [24].
Conduction band Valence band
n-layer Band gap energy
Eg p-layer
Incident light Depletion layer
5
Gambar 2.4 Pembedaan material berdasarkan konduktivitas listrik [22]
2.8 X-Ray Diffraction XRD
