10 Bentuk Kristal Semikonduktor
-
Upload
rahmi-umarii -
Category
Documents
-
view
88 -
download
4
Transcript of 10 Bentuk Kristal Semikonduktor
10 Bentuk kristal Semikonduktor
Silikon
( struktur kristal Diamond Cubic )
Silikon berbentuk padat pada suhu ruangan, dengan titik lebur dan titik didih
masing-masing 1.400 dan 2.800 derajat celsius. Yang menarik, silikon
mempunyai massa jenis yang lebih besar ketika dalam bentuk cair dibanding dalam
bentuk padatannya. Tapi seperti kebanyakan substansi lainnya, silikon tidak akan
bercampur ketika dalam fase padatnya, tapi hanya meluas, sama seperti es yang
memiliki massa jenis lebih kecil daripada air. Karena mempunyai konduktivitas
thermal yang tinggi (149 W·m−1·K−1), silikon bersifat mengalirkan panas sehingga
tidak pernah dipakai untuk menginsulasi benda panas.
Dalam bentuk kristalnya, silikon murni berwarna abu-abu metalik.
Seperti germanium, silikon agak kuat tapi sangat rapuh dan mudah mengelupas.
Seperti karbon dan germanium, silikon mengkristal dalam struktur kristal kubus
berlian, dengan jarak kisi 0,5430710 nm (5.430710 Å).
Orbital elektron terluar dari silikon mempunyai 4 elektron valensi. Kulit atom
1s,2s,2p, dan 3s terisi penuh, sedangkan kulit atom 3p hanya terisi 2 dari jumlah
maksimumnya 6. Silikon bersifat semikonduktor.
Germanium
( Sturktur Kristal Diamond Cubic )
Germanium adalah unsur kimia dengan simbol Ge dan nomor atom 32.
Germanium adalah metaloid berkilau, keras, berwarna abu-abu keputihan
dalam golongan karbon, secara kimiawi bersifat sama dengan unsur
segolongannya timah dan silikon. Germanium murni adalah semikonduktor, dengan
penampilan hampir sama dengan unsur silikon. Germanium, sama halnya dengan
silikon, secara alamiah bereaksi dan membentuk senyawa kompleks dengan oksigen
di alam. Berkebalikan dengan silikon, germanium terlalu reaktif untuk ditemukan
secara alami di Bumi dalam bentuk bebasnya.
Boron Nitride
( sphalirite stuktur )
( hexagonal struktur )
( wurtzite struktur )
Boron nitrida dalam bentuk amorf (a - BN ) dan kristal . Bentuk kristal yang
paling stabil adalah heksagonal satu, juga disebut h- BN , α - BN , atau g - BN ( BN
graphitic ) . Ini memiliki struktur berlapis mirip dengan grafit . Dalam setiap lapisan ,
boron dan nitrogen atom terikat oleh ikatan kovalen yang kuat , sedangkan lapisan
yang diselenggarakan bersama oleh lemahnya gaya van der Waals . The interlayer "
registry " lembaran ini berbeda , namun, dari pola yang terlihat untuk grafit , karena
atom hilang cahayanya , dengan atom boron berbohong atas dan di atas atom nitrogen
. Registri ini mencerminkan polaritas ikatan BN . Namun , h- BN dan grafit adalah
tetangga yang sangat dekat dan bahkan hibrida BC6N telah disintesis di mana
pengganti karbon untuk beberapa B dan N atom .
Seperti berlian kurang stabil daripada grafit , BN kubik kurang stabil dari h-
BN , namun tingkat konversi antara bentuk-bentuk diabaikan pada suhu kamar (lagi
seperti berlian ) . Bentuk kubik memiliki struktur kristal sfalerit , sama dengan berlian
, dan juga disebut β - BN atau c - BN . The wurtzite Formulir BN ( w- BN ) memiliki
struktur yang sama dengan Lonsdaleite , heksagonal polimorf langka karbon . Dalam
kedua c - BN dan w - BN boron dan nitrogen atom dikelompokkan menjadi
tetrahedral , tetapi sudut antara tetangga tetrahedra yang berbeda .
Cadmium Sulfide
Kadmium sulfida memiliki , seperti sulfida seng , dua bentuk kristal , struktur
heksagonal wurtzite lebih stabil ( ditemukan di Greenockite mineral ) dan struktur
blende seng kubik ( ditemukan di Hawleyite mineral ) . Dalam kedua bentuk ini
kadmium dan atom belerang empat koordinat . Ada juga suatu bentuk tekanan tinggi
dengan struktur garam NaCl .
Kadmium sulfida adalah band gap semikonduktor langsung ( gap 2,42 eV) .
Besarnya band gap yang berarti bahwa tampaknya berwarna
Sifat lain kadmium sulfida :
o konduktivitas meningkat ketika disinari dengan cahaya ( yang mengarah ke
penggunaan sebagai photoresistor a)
o bila dikombinasikan dengan semikonduktor tipe-p membentuk komponen inti
dari photovoltaic ( solar ) sel dan sel surya CdS/Cu2S adalah salah satu sel
yang efisien pertama yang dilaporkan (1954 )
o bila diolah dengan misalnya Cu + ( " activator " ) dan Al3 + ( " coactivator " )
CdS luminesces bawah sinar eksitasi elektron ( cathodoluminescence ) dan
digunakan sebagai fosfor
o kedua polimorf yang piezoelektrik dan heksagonal juga piroelektrik
electroluminescence
o Kristal CdS dapat bertindak sebagai state laser padat
Aluminium Arsenide
( Zinc Blende Struktur )
Aluminium arsenide atau aluminium arsenide (Alas) adalah bahan
semikonduktor dengan hampir kisi yang sama konstan arsenide gallium dan arsenide
gallium aluminium dan celah pita lebar dari gallium arsenide. (Alas) dapat
membentuk superlattice dengan gallium arsenide (GaAs) yang menghasilkan sifat
semikonduktor. Karena (GaAs) hampir kisi yang sama konstan, lapisan memiliki
sedikit ketegangan yang disebabkan, yang memungkinkan mereka untuk ditanam
hampir sewenang-wenang tebal. Hal ini memungkinkan untuk kinerja mobilitas yang
sangat tinggi tinggi elektron, transistor HEMT dan perangkat kuantum baik lainnya.
Zinc Sulfide
( Zinc blede dan Wurtsize Struktur )
ZnS ada dalam dua bentuk kristal utama, dan dualisme ini sering merupakan
contoh yang menonjol dari polimorfisme. Dalam kedua polimorfisme, geometri
koordinasi Zn dan S adalah tetrahedral. Semakin stabil bentuk kubik dikenal juga
sebagai seng blende atau sfalerit. Bentuk heksagonal dikenal sebagai wurtzite mineral,
meskipun juga dapat diproduksi secara sintetis . Transisi dari bentuk sfalerit ke bentuk
wurtzite terjadi pada sekitar 1020 celsius.. Bentuk tetragonal juga dikenal sebagai
mineral yang sangat langka yang disebut polhemusite, dengan rumus (Zn, Hg) .
Zinc Selenide
( Zinc Blede Struktur )
ZnSe dapat dibuat di kedua heksagonal (wurtzite) dan kubik (zincblende) struktur
kristal.Ini adalah semikonduktor lebar celah pita dari semikonduktor kelompok II-VI
(karena seng dan selenium milik kelompok 12 dan 16 dari tabel periodik, masing-
masing). Materi yang dapat diolah tipe-n doping dengan, misalnya, unsur halogen. P-jenis
doping lebih sulit, tetapi dapat dicapai dengan memperkenalkan nitrogen.
Gallium Nitride
( Wurtzite struktur )
GaN adalah sangat sulit, mekanis stabil lebar celah pita bahan semikonduktor
dengan kapasitas panas tinggi dan konduktivitas termal. Dalam bentuk murni itu
menolak cracking dan dapat disimpan dalam lapisan tipis pada safir atau silikon
karbida, meskipun ketidakcocokan dalam konstanta kisi mereka . GaN dapat diolah
dengan silikon (Si) atau dengan oksigen untuk tipe-n dan dengan magnesium (Mg)
untuk tipe-p, namun, Si dan Mg atom mengubah cara kristal GaN tumbuh,
memperkenalkan tegangan tarik dan membuat mereka rapuh senyawa nitrida Gallium
juga cenderung memiliki frekuensi cacat spasial tinggi, atas perintah dari
100,000,000-10000000000 cacat per sentimeter persegi.
Gallium Arsenide
( Zinc Blende struktur )
Gallium arsenide (GaAs) adalah senyawa dari unsur galium dan arsen. Ini
adalah III / V semikonduktor, dan digunakan dalam pembuatan perangkat seperti
microwave frekuensi sirkuit terpadu, monolitik microwave sirkuit terpadu, inframerah
dioda pemancar cahaya, dioda laser, sel surya dan jendela optik. GaAs sering
digunakan sebagai bahan substrat untuk pertumbuhan epitaxial semikonduktor III-V
lainnya termasuk: InGaAs dan GaInNAs.
Indium Phosphide
( Zinc Blende )
Phosphide indium (InP) adalah semikonduktor biner terdiri dari indium dan
fosfor. Memiliki kubik ("zincblende") struktur kristal berpusat muka, identik dengan
GaAs dan sebagian besar III-V semikonduktor.