� =
�
= − �
−�
−1 2.20 atau
� =
� −�
= �
−��
2.21 Keterangan :
= time constant
Gambar 11. Rangkaian pengisian muatan pada kapasitor
Keterangan : S = saklar
C = kapasitor F ε = beda potensial V
R = hambatan ohm
2.14 Spektroskopi Optik
Sifat optik suatu material semikonduktor diketahui dapat digunakan untuk menentukan
lebar celah pita energi energy gap. Proses absorpsi terjadi ketika foton dengan energi
lebih besar
dari celah
pita energi
semikonduktor terserap oleh material. Proses ini biasanya menghasilkan pasangan elektron-
hole[12]. Sifat optik dapat diketahui juga dari spektrum reflektansi, nilai reflektansi film BST
diperoleh dalam bentuk spektrum reflektansi terhadap panjang gelom
bang [18]. Pada semikonduktor, koefisien absorpsi
α merupakan fungsi dari panjang gelombang
atau energi foton, ditunjukkan berdasarkan Persamaan 2.4 dan 2.5 :
α = 4πĸ
e
2.22 Keterangan :
π yaitu konstanta, κ
e
adalah koefisien pemadaman extinction,
yaitu panjang gelombang m.
α = hv-E
g
γ
2.23 Keterangan : hv adalah energi foton eV pada
substart BST, γ adalah konstanta dan E
g
yaitu energy gap eV pada substrat BST.
Terdapat dua jenis transisi dari pita ke pita yaitu diizinkan allowed dan terlarang
forbidden. Untuk material dengan energy gap yang langsung, transisi kebanyakan terjadi
antara dua pita yang memiliki nilai κ yang
sama, Transisi langsung yang diizinkan dapat terjadi pada seluruh nilai
κ, sedangkan transisi langsung yang terlarang hanya dapat terjadi
pada saat κ ≠ 0. Untuk transisi langsung
perkiraan nilai γ sebesar 12 dan 32 secara berurutan untuk yang diizinkan dan terlarang
[19]. Untuk κ = 0, energy gap didefinisikan
hanya transi si yang diizinkan γ = 12 yang
terjadi dan ini digunakan untuk menentukan energy gap secara eksperimen. Pada transisi
tidak langsung
berperan dalam
mempertahankan momentum. Pada transisi ini, tiap fonon dengan energi Ep ada yang diserap
dan ada yang diemisikan, dan koefisien absorpsi
αdapat dimodifikasi.
Energy gap film BST dapat dihitung menggunakan metode Tauc, seperti yang telah
dilakukan [20,4].
Metode Tauc
ini menggunakan hubungan koefisien absorbansi
dengan energi foton yang datang pada film BST. Beberapa penelitian yang telah dilakukan
sebelumnya menyebutkan bahwa koefisien absorbansi sebanding dengan nilai dari
ln[Rmax
– RminR – Rmin] seperti ditunjukkan pada persamaan 2.6 :
2αt = ln[Rmax – RminR – Rmin] 2.24 Keterangan : t yaitu ketebalan film m, Rmax
dan Rmin nilai maksimum dan minimum dari reflektansi film BST dan R nilai reflektansi
yang bersesuaian dengan energi foton. Dengan memplotkan nilai
αhυ
2
pada sumbu-y dan hυ pada sumbu-x akan didapatkan garis lurus
pada rentang energygap tertentu, dengan mengekstrapolasi garis lurus ini pada saat nilai
dari [ln {Rmax – RminR – Rmin}]
2
= 0, didapatkan kisaran energy gapdari film BST
[20, 4]. Tabel 1. Panjang gelombang berdasarkan
spektra cahaya tampak Spektra
Panjang gelombang nm
Ungu 380 - 450
Biru 450 - 495
Hijau 495 - 570
Kuning 570 - 590
Jingga 590 - 620
Merah 620 - 750
S
C
ε
R
2.15 Hasil Karakterisasi Konstanta Dielektrik Film Ba
