Karakterisasi Sifat Optik Penentuan Koefisien Difusi Bahan Semikonduktor Lithium Tantalat (LiTaO3) di atas Substrat Silikon (100) Tipe-p pada Variasi Suhu

11 Spektrofotometer merupakan metode analisis yang didasarkan pada absorbsi radiasi elektromagnetik. Cahaya terdiri dari radiasi terhadap kepekaan mata manusia, panajang gelombang yang berlainan akan menimbulkan cahaya yang berlainan sedangkan campuran cahaya dengan panjang gelombang akan menyusun cahaya putih. Cahaya putih meliputi seluruh spektrum nampak 400-780 nm sedangkan cahaya infra merah pada spektrum di atas panjang gelombang 780 nm. Spektrofotometri adalah suatu metode analisis yang berdasarkan pada pengukuran serapan sinar monokromatis oleh suatu lajur larutan berwarna pada panjang gelombang yang spesifik dengan menggunakan monokromator prisma atau kisi difraksi dan detector vakum phototube atau tabung foton hampa. Alat yang digunakan adalah spektrofotometer, yaitu suatu alat yang digunakan untuk menentukan suatu senyawa baik secara kuantitatif maupun kualitatif dengan mengukur absorbsi atau refleksi. Spektrofotometer menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang tertentu. Pada spektrofotometer panjang gelombang dari sinar putih dapat lebih terseleksi dan ini diperoleh dengan alat pengurai seperti prisma, grating atau celah optis. Suatu spektrofotometer tersusun dari sumber spectrum tampak yang kontinyu, monokromator, sel pengabsorbsi untuk larutan sampel. Spektrofotometer ini hanya terjadi bila elektron berpindah dari tingkat energi yang rendah ke tingkat energi yang lebih tinggi. Perpindahan elektron tidak diikuti oleh perubahan arah spin, hal ini dikenal dengan sebutan tereksitasi siglet Paula et al 2014. Energi bandgap film LiTaO 3 dapat diperoleh dengan menggunakan metode Tauc plot dan dari perhitungan reflektansi. Metode Tauc plot menggunakan hubungan antara koefisien absorbansi dan energi foton yang datang pada film. Energi bandgap dari perhitungan reflektansi menggunakan hubungan [lnR max -R min R-R min ] 2 dan energi foton yang datang pada film, ditunjukkan pada persamaan: �ℎ� = �ℎ� − � � 3.1 �� = [ln R max -R min R-R min ] 2 3.2 Keterangan: � adalah koefisien absorbansi cm -1 , h adalah konstanta Planck 4,135669 x 10 -15 eV ∙s, v adalah frekuensi cahaya Hz, E g adalah energi bandgap eV, R adalah nilai reflektansi , dan d adalah ketebalan film cm.

3.2 Karakterisasi Konduktivitas Listrik

Konduktivitas listrik diukur menggunakan LCR meter dengan berbagai variasi intensitas yaitu pada 0 lux gelap, 1000 lux, 2000 lux, 3000 lux, dan 4000 lux. Dari alat tersebut diperoleh nilai konduktansi G. Data konduktansi ini digunakan untuk menghitung nilai konduktivitas listrik. Nilai konduktivitas listrik dapat dicari dari persamaan 3.1. Data konduktivitas listrik film yang didapat akan dicocokkan dengan data literatur apakah film yang terbentuk termasuk bahan konduktor, semikonduktor atau isolator. 12 Salah satu karakteristik terbentuk sambungan p-n adalah uji sifat konduktivitas listrik film tipis. Berdasarkan nilai konduktivitas listrik suatu material dapat dibedakan menjadi tiga bagian yaitu konduktor, semikonduktor dan isolator. Gambar 3.4 memperlihatkan untuk material isolator berada dalam selang nilai 10 -18 Sm -10 -8 Sm, semikonduktor berada dalam selang nilai 10 -8 Sm - 10 3 Sm dan konduktor berada dalam selang nilai 10 3 Sm - 10 8 Sm Kwok, 1995. Gambar 3.4 Spektrum konduktivitas listrik Kwok, 1995 Nilai konduktivitas listrik dapat dicari dari persamaan 3.1: � = � � 3.3 di mana σ, l, G, dan A berturut-turut adalah konduktivitas listrik bahan, jarak antar kontak, konduktansi, dan luas penampang Tipler, 1991. Nilai konduktivitas listrik pada temperatur tinggi terjadi karena difusi ion dan hampir tidak ada kontribusi elektron. Oleh karena itu konduktivitas listrik sebanding dengan koefisien difusi sesuai dengan persamaan 3.2: σ = k d [ Cq 2 kT ] D 3.4 σ adalah konduktivitas listrik oleh konduksi ion, C dan q adalah konsentrasi dan muatan dari ketidaksempurnaan yang berperan, k tergantung dari macam ketidaksempurnaan; k d = 1 untuk ion interstisial, k dan T adalah konstanta Boltzmann dan suhu Milton, 1991.