RANGKUMAN MATERI UJIAN AKHIR SEMESTER (UAS) ZAT PADAT

BAB 4

DINAMIKA ELEKTRON DALAM KRISTAL

1.Apabila energi E suatu elektron sebagai fungsi dari vektor propagasi k diketahui untuk suatu pita energi maka ungkapan tersebut dapat memberi informasi mengenai perilaku gerak elektron di dalam kristal

2.Kecepatan kelompok vg suatu gelombang dalam x-tal dapat diperoleh dari hubungan dispersi

3.Kecepatan elektron di dalam kristal dipresentasikan oleh kecepatan kelompok gelombang deBroglie-nya

BAB 5

ELEKTRON DALAM LOGAM I :  MODEL ELEKTRON BEBAS

Elektron bebas adalah elektron terluar dari atom logam yang telah menjadi warga seluruh kristal karena tidak lagi berada dalam pengaruh atom asalnya.

Elektron domestik adalah elektron dari atom yang tetap terikat oleh potensial atom.

Kebolehjadian hamburan satu elektron oleh elektron lain sangat kecil dibandingkan dengan hamburan oleh ion-ion yang bervibrasi.

Teori lanjut tentang logam berpandangan bahwa pengaruh elektron bebas  secara kolektif  menyusun ion-ion positif  sebagai kisi dalam kristal.

Panas jenis logam sekurang-kurangmya harus berharga 50% di atas harga cp untuk padatan isolator.

Bab 6

ELEKTRON DALAM ZAT PADAT (TEORI PITA ENERGI)

Berdasarkan daya hantar listrik, zat padat dibedakan menjadi tiga jenis :

•Logam dan semi-logam, dengan σ ≥ 105 ohm-1m-1.

•Semikonduktor, dengan 10-5 ohm-1m-1 ≤ σ ≥ 105 ohm-1m-1.

•Isolator, dengan σ ≥ 10-5 ohm-1m-1.

Tahanan Listrik (‘resisivity’ : ohm-m) dipengaruhi oleh SUHU. Pada bahan LOGAM DAN SEMI-LOGAM resistivity akan MENINGKAT, tetapi pada bahan SEMIKONDUKTOR resitivity ini akan MENURUN seiring dengan kenaikan suhu.

Untuk dapat menerangkan sifat daya hantar listrik zat padat diperlukan sebuah model. Model yang dikembangkan adalah MODEL ELEKTRON BEBAS TERKUANTISASI dan MODEL PITA ENERGI.

MODEL ELEKTRON BEBAS TERKUANTISASI tidak bisa menjelaskan  rentang nilai konduktivitas listrik zat padat yang lebar. Pada model ini potensial dari gugus ion diabaikan (V=0).

MODEL PITA ENERGI dapat menjelaskan rentang nilai konduktivitas listrik zat padat yang lebar. Pada model ini potensial dari gugus ion tidak diabaikan atau adanya potensial berkala pada zat padat.

Beberapa hal yang diperhatikan pada model PITA ENERGI:
•Adanya energi potensial periodik dalam keristal dengan keberkalaan kisi kristal.
•Fungsi gelombangnya untuk kisi sempurna (tanpa vibrasi termal, cacar geometri ataupun kimiawi).
•Merupakan teori elektron tunggal; hanya menelaah perilaku satu elektron saja yang manan elektron ini dipengaruhi oleh potensial periodik yang mempresentasikan semua interaksinya.
• Dapat menggunakan persamaan Schroendinger untuk mengkaji informasi yang ada pada elektron tersebut dengan tetap mengikuti aturan sebaran Fermi-Dirac untuk pengisian keadaan elektron.
•Teorema yang dapat digunakan untuk menguraikan bentuk dan sifat fungsi Schroedinger untuk satu elektron dalam potensial berkala adalah Teorema Bloch. Fungsi-fungsinya dikenal dengan Funsi Bloch.

Dalam Telaah Bloch potensial periodiknya merupakan superposisi dua potensial:

1.Potensial berkala dari kisi-kisi gugus-gugus atom atau ion.

2.Potensial yang berasal dari semua elektron terluar atom-atom kristal.

BAB 7

BAHAN SEMIKONDUKTOR

Istilah semikonduktor dipergunakan untuk zat dengan tahanan jenis dalam selang harga antara 10-5 sampai 105  ohm-meter.

Setelah piranti elektronik dasar terbuat dari kristal semikonduktor yang dikenal sebagai transistor yang  dibuat oleh Bardeen dkk (1954), minat ilmuwan untuk mempelajari sifat semikonduksi bahan padat meningkat tajam.

Ciri fisik utama bahan semikonduktor antara lain:

1. Selang harga tahanan jenis 10-5 – 105 ohm-meter

2. Tahanan jenis menurun dengan kenaikan suhu, menurut persamaan 1; sedang tahanan jenis logam meningkat dengan kenaikan suhu, menurut persamaan 2.

3. Tahanan jenis semikonduktor sangat dipengaruhi oleh ketidakmurnian kimiawi di dalamnya, cahaya yang menyinarinya, medan listrik, dan medan induksi magnetik.

4. Pengukuran koefisien Hall dan tahanan jenis memberikan pembawa muatan yang berpolaritas negatif (elektron) dan positif.

Pengukuran untuk mengetahui sifat dasar bahan semikonduktor menyangkut:

1. Tahanan jenis (atau konduktivitas listrik σ)

2. Konsentrasi, polaritas, dan mobilitas pembawa muatan listrik, (melalui pengukuran koefisien Hall dan hasil pengukuran konduksi).

3. Penentuan jurang energi.

BAB 8

FUNGSI DALAM ZAT PADAT

• Fungsi Spheries, Radial (Rnl)
• Dalam fisika ditentukan dalam gejala gaya sentral
• Dalam fisika matematika, harminik spheries, merupakan fungsi legandre asosiasi dan fungsi azimuth

BAB 9

CAHAYA

•80 % informasi yang kita peroleh, berbentuk cahaya

•Belum tentu informasi yang didapat orang lain sama dengan yang kita dapatkan