Nur hidayat dan Ariswan

PENGARUH TEMPERATUR TERHADAP RESISTANSI BAHAN KONDUKTOR Al, Cu dan SEMIKONDUKTOR LAPISAN TIPIS Pb(Se,Te), CdTe HASIL PREPARASI DENGAN TEKNIK EVAPORASI TERMAL THE EFFECT OF THE TEMPERATURE HEATING TO THE RESISTANCE VALUE ON THE Al, Cu and SEMICONDUCTOR MATERIAL Pb (Se,Te), CdTe THIN LAYER PREPARED BY THERMAL EVAPORATION TECHNIQUE Nur hidayat dan Ariswan Jurusan Pendidikan Fisika FMIPA Universitas Negeri Yogyakarta

Email: [email protected] Abstrak Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh temperatur terhadap nilai resistansi dari alumunium, tembaga dan bahan semikonduktor Pb(Se,Te), CdTe. Penelitian ini menggunakan metode eksperimen. Data yang diperoleh merupakan hubungan antara suhu dan nilai resistansi sampel. Data yang diperoleh dianalisis dengan menggunakan software origin 6.1 untuk mendapatkan bentuk grafik hubungan temperatur terhadap nilai resistansi untuk tiap-tiap sampel uji. Hasil penelitian menunjukkan adanya penurunan nilai resistansi pada bahan semikonduktor yang diformulasikan menurut persamaan berikut ini. Untuk bahan PbSe 𝑅(𝑡) = (176,34 + 8418,54 e − t / 7 ,34 ) Ω, bahan PbTe 𝑅(𝑡) = (9,61 + 75,34 e − t / 13,92 ) Ω, dan bahan CdTe 𝑅(𝑡) = (0,61 + 6,84 e − t / 34, 68 ) Ω. Untuk bahan konduktor terdapat kenaikan nilai resistansi yang diformulasikan menurut persamaan berikut ini. Untuk alumunium 𝑅(𝑡) = (2,21 + 0,09t) Ω, untuk tembaga 𝑅(𝑡) = (-0,74 + 0,03t) Ω, dengan batas suhu terendah sebesar 30oC Kata Kunci : Resistansi, Semikonduktor, Konduktor. Abstract This research aims to observe the temperature effect of the resistance value of the thin layer Pb(Se,Te), CdTe semiconductors, and Al, Cu metal. This research using experiment method, where the result of data are relation between the temperature and the trial sample resistance. Then we analysis the data result using origin 6.1 for finding the shape of the relations chart for each trial sample. The result of this research shows that there was a decrease of the resistance value that affected by increasing of the temperature on the surface of thin layer semiconductor which formulated into following equations. For PbSe 𝑅(𝑡) = (176.34 + 8418.54 e − t / 7.34 ) Ω, PbTe 𝑅(𝑡) = (9.61 + 75.34 e − t / 13.92 ) Ω, and CdTe 𝑅(𝑡) = (0.61 + 6.84 e − t / 34.68 ) Ω. And for Al, Cu there was increase of the resistance value which formulated into following equations. 𝐹𝑜𝑟 𝑎𝑙𝑢𝑚𝑢𝑛𝑖𝑢𝑚 𝑅(𝑡) = (-2.21 + 0.09t) Ω. for copper 𝑅(𝑡) = (-0.74 + 0.03t) Ω, with the lowest temperature is 30oC. Keywords : Resistance, Semiconductor, Conductor.

1

energi terlarang dan berpindah menuju pita

PENDAHULUAN Semikonduktor yang

konduktivitas

merupakan

bahan

listriknya

terletak

konduksi sebagai elektron bebas. Akibat adanya

peristiwa

perpindahan

atau

antara konduktor dan isolator, atau bahan

generasi elektron tersebut maka pada saat

yang memiliki resistivitas antara (10-2 –

ini pita konduksi akan ditempati oleh lebih

104) Ωm. Contoh bahan semikonduktor

banyak elektron, sedangkan pada pita

adalah germanium, silikon, karbon, dan

valensi akan meninggalkan kekosongan

selenium.

yang ditinggalkan oleh elektron yang

Semikonduktor

mempunyai

struktur pita energi yang sama dengan

disebut

dengan

isolator, hanya saja celah energi terlarang

Terbentuknya hole (lubang) pada pita

atau energi gap (Eg) pada semikonduktor

valensi dan elektron yang hampir bebas

jauh lebih kecil dari pada isolator. Pada

inilah

suhu 0 K, bahan semikonduktor akan

penghantar arus listrik, dimana elektron

berlaku sebagai isolator dengan pita

tetap berperan sebagai pembawa muatan

valensinya terisi penuh dan pita konduksi

negatif dan hole tetap berperan sebagai

kosong. Pada temperatur di atas 0 K,

pembawa muatan positif [2].

yang

hole

akan

Terdapat

energi termal tersebut dapat menyebabkan

atau

berperan

banyak

lubang.

sebagai

material

valensi

semikondukor yang berasal dari paduan

dengan

beberapa unsur. Unsur semikonduktor

meninggalkan hole di pita valensi, dengan

yang biasa digunakan dalam pembuatan

demikian

paduan semikonduktor umumnya berasal

elektron

berpindah

dari

menuju

ke

konduksi

pita

pada

semikonduktor

keadaan bersifat

pita

seperti

ini

dari unsur atom

konduktor.

trivalent (berelektron

Keadaan yang demikian terjadi karena

valensi tiga) adapun unsur lain yang sering

jarak kedua pita tersebut dipisahkan oleh

dipakai

celah energi kecil, yakni dalam rentang

adalah unsur dengan atom pentavalent

antara 0,18 eV - 3,7 Ev [1]. Ketika energi

(berelektron valensi lima). Tingkat energi

termal diberikan secara kontinyu pada

gap semikonduktor sangat dipengaruhi

semikondukor

oleh

maka

elektron-elektron

dalam

paduan

komposisi

semikonduktor

bahan

penyusun

akan mendapatkan energi tambahan yang

semikonduktor tersebut. Seperti misalnya

lebih besar pada pita valensi. Ketika energi

GaAs 1,4 eV, GaSb 0,77 eV, GaP 2,24 eV,

termal sama besar atau bahkan lebih besar

PbSe 0,27 eV, PbTe 0,31 eV, CdTe 1,45

dari pada energi gapnya maka elektron-

eV dan PbS 0,4 eV. Berdasarkan teorema

elektron tersebut mampu melewati celah

pita

energi

sifat

listrik

bahan

semikonduktor sangat dipengaruhi oleh 2

besarnya energi gap bahan semikonduktor

konduksi dan valensi saling tumpah tindih

dan faktor eksternal berupa temperatur.

akibatnya pita energi konduksi terisi

Oleh karena itu diperlukannya sebuah riset

sebagian

yang

menyelidiki

tumpang-tindih dapat dipandang sebagai

pengaruh energi gap bahan semikonduktor

pelebaran pita. Elektron yang berada pada

dan temperatur terhadap sifat listrk bahan

pita

semikonduktor tersebut. Dalam riset ini

kesempatan lebih luas untuk berpindah

peneliti

sampel

tingkat energi karena adanya tambahan

semikonduktor berupa lapisan tipis PbSe,

tingkat energi dari orbital yang lebih tinggi

CdTe dan PbTe. PbSe (Plumbum Selenide)

[4]. Pada bahan konduktor terdapat faktor

merupakan bahan semikonduktor berwarna

eksternal

hitam kecoklatan yang dibuat dari paduan

terhadap besarnya hambatan penghantar.

dua unsur yaitu Plumbum (Pb) dan

Salah satu faktor eksternal yang sangat

Selenium (Se). CdTe (Cadmium Teluride)

berpengaruh terhadap besar hambatan

merupakan bahan semikonduktor berwarna

penghantar adalah suhu atau temperatur.

kehijauan yang dibuat dari paduan antara

Semakin

dua unsur yaitu cadmium dan telurium.

penghantar,

Bahan

meningkat. Hal ini disebabkan karena

bertujuan

untuk

menggunakan

semikonduktor

CdTe

biasanya

elektron.

yang

Pita

energi

tumpang-tindih

yang

sangat

tinggi nilai

yang

mempunyai

berpengaruh

temperatur

suatu

resistansinya

akan

sering digunakan sebagai komponen dasar

adanya pengaruh

pembuatan sel surya, hal ini dikarenakan

susunan atom-atom bahan. Susunan atom-

bahan tersebut memiliki efisiensi yang

atom ini akan terganggu jika bahan

cukup tinggi, yaitu sekitar 19,5 persen.

dipanaskan. Semakin tinggi temperatur

PbTe (Plumbum Teluride) merupakan

bahan

bahan semikonduktor berwarna cokelat

semakin tidak teratur, sehingga hambatan

kehijauan yang dibuat dari paduan antara

bahan semakin besar. Selain itu dengan

dua unsur yaitu Plumbum dan Telurium.

adanya

PbTe sangat cocok digunakan sebagai

meningkat maka eletron-elektron bebas

bahan detektor infra merah. Di samping

dalam bahan konduktror akan bergetar.

itu, semikonduktor juga sering dipakai

Semakin

sebagai

penghantar, semakin tinggi pula getaran

bahan

optoelektronika seperti

maka

temperatur terhadap

susunan

pengaruh

tinggi

atom-atomnya

temperatur

temperatur

yang

suatu

elektron-elektron bebas dalam penghantar

diode dan LED [3]. Bahan konduktor adalah bahan yang

tersebut. Getaran elektron-elektron bebas

sangat mudah menghantarkan arus listrik.

inilah yang akan menghambat jalannya

Pada bahan konduktor struktur pita energi

muatan 3

listrik

(arus

listrik)

dalam

penghantar

tersebut

informasi

di

penelitian

atas

[5].

Berdasarkan

maka

yang

formulasi dan faktor koefisien suhu untuk

diperlukan

berfungsi

setiap sampel semikonduktor.

untuk

Untuk bahan konduktor analisis grafik

mengetahui pengaruh eksternal berupa

dilakukan dengan menggunakan fungsi

temperatur terhadap konduktivitas bahan

linear sampai diperoleh bentuk grafik

konduktor.

linear resistansi sebagai fungsi temperatur.

Dalam

riset

ini

peneliti dan

Dari grafik tersebut kemudian didapatkan

tembaga sebagai sampel bahan konduktor.

formulasi dan faktor koefisien suhu untuk

Alumunium

setiap

menggunakan

bahan

alumunium

merupakan

bahan

logam

sampel

konduktor.

Langkah

berlambang Al yang berwarna putih

selanjutnya membandingkan formulasi dan

mengkilat dengan nomor atom 13 dan

faktor koefisien suhu untuk setiap sampel

nomor massa 25,992 dan terletak pada

konduktor.

golongan IA dalam sistem periodik unsur.

HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil

Tembaga merupakan bahan logam dengan

pengukuran

nilai

resistansi

coklat

sampel semikonduktor PbSe, PbTe dan

keemasan denga nomor atom 29 dan

CdTe serta sampel konduktor alumunium,

nomor

tembaga disajikan dalam Grafik 1 sampai

lambang

Cu

dan

massa

berwarna

63,546

dan

terletak

Grafik 12 ;

adagolongan III B dalam sistem periodik unsur.

B ExpDec1 fit of Data1_B

METODE PENELITIAN

196

Penelitian ini menggunakan metode

194

eksperimen. Setiap sampel semikonduktor

190

konduktor

dipanaskan

dengan

menggunakan heater dari temperatur 30oC –

o

63 C,

kemudian

diukur

Chi^2/DoF = 0.40438 R^2 = 0.98658

192 Resistansi (Ohm)

dan

Data: Data1_B Model: ExpDec1

y0 A1 t1

176.34401 8418.53836 7.35117

±0.69869 ±5088.40512 ±0.74741

188 186 184 182 180

nilai

178

resistansinya untuk setiap kenaikan satu

176 44

46

48

50

52

54

56

58

60

62

64

Suhu (Celcius)

derajat celcius. Selanjutnya analisis grafik menggunakan fungsi eksponensial sampai diperoleh

bentuk

grafik

Grafik 1. Grafik hubungan temperatur vs resistansi

eksponensial

Bahan semikonduktor PbSe sebelum plot-fiting.

resistansi sebagai fungsi temperatur. Dari grafik

tersebut

kemudian

didapatkan

formulasi dan faktor koefisien suhu untuk masing-masing Lankah

sampel

selanjutnya

semikonduktor. membandingkan 4

ExpDec1 fit of Data1_B

ExpDec1 fit of Data1_B 15

196 194

14

Resistansi (kilo ohm)

Resistansi (ohm)

192 190 188 186 184

13

12

11

182 180

10

178

35

40

45

50

55

60

65

Suhu (Celius)

176 44

46

48

50

52

54

56

58

60

62

64

Suhu (Celcius)



Bahan semikonduktor PbSe setelah plot-fiting.

Bahan semikonduktor PbTe setelah plot-fiting.

Dari Grafik 1 dan 2 terlihat bahwa

Dari Grafik 3 dan 4 terlihat bahwa

formulasi untuk sampel PbSe adalah,

formulasi untuk sampel PbTe adalah,

𝑦 = 𝑦0 + 𝐴𝑒 −𝑥/𝑡 dengan 𝑦0 = 176,34 Ω,

𝑦 = 𝑦0 + 𝐴𝑒 −𝑥/𝑡 dengan 𝑦0 = 9,61 Ω, A

𝑦0 dan A merupakan konstanta sedangkan t

dan A merupakan konstanta sedangkan t

adalah faktor peluruhan resistansi, x adalah

adalah faktor peluruhan resistansi, x adalah

faktor temperatur dan y faktor resistansi.

faktor temperatur dan y faktor resistansi.

= 75,43 Ω, dan t = 13,92 oC, dengan 𝑦0

A = 8418,54 Ω, dan t = 7,35 oC, dengan


15 Data: Data1_B Model: ExpDec1 Chi^2/DoF = 0.09852 R^2 = 0.95866 y0 A1 t1

13

9.61511 ±0.60852 75.426 ±50.88806 13.92242 ±3.8816

12

11

10


3,6

Data: Data1_B Model: ExpDec1

3,4

Chi^2/DoF = 0.01333 R^2 = 0.96237

3,2 Resistansi (kilo ohm)


14

y0 A1 t1

3,0

0.6084 ±0.62118 6.8404 ±0.68148 34.68102 ±11.62942

2,8 2,6 2,4 2,2 2,0

35

40

45

50

55

60

65

1,8

Suhu (Celcius)

1,6 25

30

35

40

45

50

55

60

65

Suhu (Celcius)



Bahan semikonduktor PbTe sebelum plot-fiting.

Bahan semikonduktor CdTe sebelum plot-fiting.

5

gap pada sampel tersebut, dimana PbSe

ExpDec1 fit of Data1_B 3,6

berenergi gap 0,27 eV, PbTe 0,31 eV dan

3,4


3,2

CdTe 1,45 eV.

3,0 2,8

Menurut teorema pita energi di dalam

2,6 2,4

semikonduktor terdapat dua pita yaitu pita

2,2 2,0 1,8

valensi yang terisi penuh atau sebagian

1,6 25

30

35

40

45

50

55

60

65

oleh elektron dan pita konduksi yang

Suhu (Celcius)

hampir

kosong.

Kedua

pita

tersebut


terpisahkan oleh celah yang sangat sempit

Bahan semikonduktor CdTe setelah plot-fiting.

atau yang dikenal dengan pita terlarang dengan energi gap yang sangat kecil yaitu

Dari Grafik 5 dan 6 terlihat bahwa formulasi

untuk

sampel

adalah, 𝑦 = 𝑦0 + 𝐴𝑒 −𝑥/𝑡

antara 1-2 eV. Saat elektron berada dicelah

PbTe

antara pita konduksi dan pita valensi,

dengan 𝑦0 =

bagian bawah pita konduksi akan diisi oleh

0,61 Ω, A = 6,84 Ω, dan t = 34,68 oC,

elektron, sedangkan bagian pita valensinya

dengan 𝑦0 dan A merupakan konstanta

akan berlubang.

sedangkan t adalah faktor peluruhan

kedua pita hanya terisi sebagian elektron,

resistansi, x adalah faktor temperatur dan y

dan

faktor resistansi.

dikenakan medan listrik [6].

mengalirkan

arus

apabila

Pada temperatur yang sangat kecil

PbTe PbSe CdTe

6000

akan

Hal ini menyebabkan

yaitu 0 K maka bahan semikonduktor akan

5500 5000

berlaku sebagai bahan isolator dengan pita

Resistansi (ohm)

4500 4000 3500

valensi yang terisi penuh oleh elektron

3000 2500

sedangkan pita konduksinya kosong hal ini

2000 1500 1000

disebabkan

500

pada

temperatur

tersebut

0 0

20

40

60

80

elektron tidak mendapatkan cukup energi

100

Suhu (Celcius)

sehingga elektron sulit berpindah menuju Grafik 7. Grafik gabungan temperatur vs resistansi

pita konduksi meskipun dengan energi gap

Sampel PbSe, PbTe, dan CdTe.

yang kecil. Ketika energi termal diberikan pada

Dari Grafik 7 terlihat bahwa bahan

semikondukor

maka

elektron-

elektron tersebut akan mendapatkan energi

semikonduktor PbSe lebih reaktif terhadap

tambahan pada pita valensi. Ketika energi

peluruhan resistansi disusul oleh PbTe dan

termal sama besar atau bahkan lebih besar

CdTe. Hal ini karena ada perbedaan energi

dari pada energi gapnya maka elektron6

elektron tersebut mampu melewati celah

resistansi

energi terlarang dan berpindah menuju pita

Adanya peningkatan suhu pada bahan

konduksi sebagai elektron bebas. Akibat

tersebut menyebabkan terjadi penurunan

adanya

atau

nilai resitansi secara eksponensial terhadap

generasi elektron tersebut maka pada saat

fungsi temperatur. Menurut Sudaryanto

ini pita konduksi akan ditempati oleh

Sudirham (2013 : 128-130) apabila bahan

elektron sedagkan pada pita valensi akan

semikonduktor tersebut mempunyai energi

meninggalkan

yang

gap yang kecil maka perubahan nilai

ditinggalkan oleh elektron yang disebut

resistansi bahan tersebut akan semakin

dengan hole atau lubang. Terbentuknya

responsif terhadap perubahan temperatur,

hole (lubang) pada pita valensi dan

sebaliknya

elektron pada pita konduksi ini yang

mempunyai energi gap yang besar maka

menyebabkan

perubahan

peristiwa

perpindahan

kekosongan

bahan

semikonduktor

sebagai

fungsi

apabila

resistansi

temperatur.

bahan

tersebut

bahan

tersebut

dimana

semakin tidak responsif. Tingkat respons

pembawa

bahan semikonduktor tersebut dapat dilihat

muatan negatif dan hole berperan sebagai

dari koefisien perubahan resistansi sebagai

pembawa muatan positif . Semakin tinggi

fungsi temperatur tersebut. Semakin kecil

energi

pada

faktor pembagi suhunya, maka semakin

semikonduktor maka akan semakin besar

besar koefisien perubahan resistansinya.

kemungkinan jumlah elektron yang dapat

Semakin

melewati celah energi terlarang, dengan

semakin

demikian maka akan semakin banyak

Berdasarkan

pasangan hole-elektron yang terbentuk.

koefisien peluruhan resistansi untuk bahan

Dengan semakin bertambahnya pasangan

semikonduktor PbSe, PbTe, dan CdTe

hole-elektron tersebut maka akan semakin

berturut-turut

banyak partikel pembawa muatan sehingga

7,35oC 13,92oC dan 34,68oC. Sedangkan

nilai konduktansi bahan semikonduktor

untuk energi gapnya berturut-turut adalah

tersebut

ini

sebagai berikut ; 0,27 eV, 0,31 eV, dan

semikonduktor

1,45. Dari informasi tersebut terlihat

tersebut semakin aktif berperan sebagai

bahwa PbSe memiliki respons penurunan

bahan konduktor [7].

resistansi yang paling besar disusul oleh

berubah

menjadi

konduktor,

elektron

berperan

sebagai

termal

yang

semakin

menyebabkan

diberikan

meningkat,

bahan

hal

besar

koefisiennya

responsif

perubahannya.

perhitungan

adalah

berarti

didapatkan

sebagai

berikut:

Adanya perbedaan nilai energi gap

PbTe dan CdTe. Dengan demikian, dapat

pada bahan semikonduktor menyebabkan

disimpulkan bahwa semakin kecil energi

terjadinya perbedaan tingkat respon nilai

gap suatu bahan semikonduktor maka akan 7

semakin responsif penurunan resistansi

dan B= 0,09 Ω/oC, dengan A dan B adalah

terhadap temperatur, yang mana sudah

konstanta, x adalah faktor temperatur dan y

sesuai dengan teori.

faktor resistansi.

Sementara itu hasil penelitian untuk B BY

4,5

sampel konduktor dapat dilihat pada

Y=A+B*X A=-2,21515 B=0,09382

4,0

Grafik 8-12 berikut ini, Resistansi (ohm)

3,5

B Data1B 1,2

Y=A+B*X A=-0,73756 B=0,02948

Resistansi (ohm)

1,0

3,0 2,5 2,0 1,5 1,0

0,8 0,5 30

0,6

35

40

45

50

55

60

65

Suhu (Celcius)

0,4

Grafik 10. Grafik hubungan temperatur vs

0,2

resistansi tembaga sebelum plot-fiting.

0,0 25

30

35

40

45

50

55

60

65

Suhu (Celcius)

Alumunium 4,5


4,0 3,5

Linear Fit of Data1_B

Resistansi (ohm)

resistansi alumunium sebelum plot-fiting.

3,0 2,5 2,0 1,5

1,4

1,0

1,2

0,5 0,0 25

Resistansi (ohm)

1,0

30

35

40

45

50

55

60

65

70

Suhu (Celcius) 0,8 0,6


0,4

resistansi tembaga setelah plot-fiting.

0,2 0,0

Dari Grafik 10 dan 11 terlihat bahwa 20

30

40

50

60

70

Suhu (Celcius)

formulasi untuk sampel tembaga adalah, 𝑦 = 𝐴 + 𝐵𝑋 dengan A = -0,74 Ω dan B=

0,03 Ω/oC, dengan A dan B adalah

Grafik 9. Grafik hubungan temperatur vs resistansi alumunium setelah plot-fiting.

konstanta, x adalah faktor temperatur dan y faktor resistansi.

Dari Grafik 8 dan 9 terlihat bahwa formulasi

untuk

sampel

alumunium

adalah, 𝑦 = 𝐴 + 𝐵𝑋 dengan A = -2,21 Ω

8

misalkan pada bahan tembaga, setiap atom Alumunium Tembaga

4,5

tembaga menyumbangkan 1 elektron bebas

4,0

[8].

3,5

Resistansi (ohm)

3,0

Untuk sampel konduktor peneliti

2,5 2,0

menggunakan bahan logam alumunium

1,5

dan tembaga, hal ini dimaksudkan untuk

1,0 0,5

membandingkan sifat listrik antara bahan

0,0 25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

semikonduktor

Suhu (Celcius)

dan

bahan

konduktor.

Bahan alumunium dan tembaga sendiri dipilih karena keduanya terletak dalam

Grafik 12. Grafik gabungan temperatur vs

golongan sistem periodik yang berbeda,

resistansi sampel alumunium dan tembaga

yang mana alumunium terletak pada Bahan konduktor adalah bahan yang

golongan IIIA, sedangkan tembaga terletak

sangat mudah menghantarkan arus listrik.

pada golongan IB.

Pada bahan konduktor struktur pita energi

Pada data yang tersaji dalam grafik,

konduksi dan valensi hampir tidak ada

diketahui

energi gap, sehingga elektron dapat secara

mempunyai koefisien kenaikan resistansi

leluasa bergerak menuju tingkat energi

sebesar 0,03 ohm per derajat celcius,

yang lebih tinggi, akibatnya pada pita

sedangkan untuk logam alumunium adalah

konduksi

akan

0,09

elektron.

Rapatnya

memudahkan

terisi

elektron

oleh tingkat

sebagian energi

berpindah

ohm

bahwa

bahan

per derajat

tembaga,

celcius.

Dari

informasi tersebut dapat dipastikan bahwa

ke

nilai resistansi logam alumunium lebih

tingkat energi yang lebih tinggi dengan

mudah berubah terhadap pengaruh suhu.

hanya sedikit tambahan energi, misalnya

Hal ini karena logam alumunium lebih

dari medan listrik. Inilah yang terjadi pada

konduktif sehingga lebih mudah menyerap

metal oleh karena itu metal memiliki

panas

konduktivitas listrik yang tinggi. Pengisian

tembaga,

elektron pada tingkat-tingkat energi dalam

perubahan nilai resistansi menjadi lebih

atom dimulai dari tingkat energi paling

responsif.

dibandingkan akibatnya

dengan respon

logam terhadap

rendah. Pada konduktor yang baik, jumlah

Seperti yang telah dijelaskan pada

elektron-elektron bebas, yaitu elektron-

halaman sebelumnya bahwa terjadinya

elektron yang mempunyai energi cukup

kenaikan resistansi pada logam konduktor

besar (terletak pada lintasan yang paling

dikarenakan pada saat logam konduktor

luar) adalah banyak dan bebas bergerak,

mendapat tambahan energi berupa energi 9

panas maka susunan atom-atomnya akan

karena sifat daya hantar listriknya yang

menjadi tidak terarur, akibatnya elektron-

tidak mudah berubah akibat adanya faktor

elektron bebas yang terdapat dalam atom

eksternal seperti misalnya temperatur.

konduktor tersebut akan bergetar, semakin

KESIMPULAN

tinggi energi panas maka elektron tersebut

Berdasarkan penelitian yang telah

akan bergetar semakin cepat. Akibat

dilakukan oleh praktikan maka dapat

adanya getaran elektron ini maka muatan

diambil

listrik dalam penghantar tersebut menjadi

berikut :

semakin terhambat.

1. Adanya

beberapa

kesimpulan

sebagai

eksternal

berupa

faktor

Bahan alumunium merupakan bahan

temperatur yang diberikan terhadap

yang lebih mudah menyerap panas jika

lapisan tipis Pb(Se,Te), CdTe ternyata

dibandingkan dengan tembaga, hal ini

dapat menyebabkan turunnya resistansi

karena

bahan

bahan

alumunium

mempunyai

tersebut.

Hubungan

antara

jumlah elektron bebas yang lebih banyak

resistansi dan suhu untuk bahan PbSe

dibanding tembaga yaitu 3 berbanding 1,

𝑅(𝑡) = (176,34 + 8418,54 e − t / 7 ,34 ) ohm,

akibatnya

logam

alumunium

lebih

untuk bahan tersebut, berturut-turut yaitu. PbTe 𝑅(𝑡) = (9,61 + 75,34

konduktif dan mudah menyerap energi panas jika dibandingkan dengan logam tembaga.

Akibatnya,

alumunium dibandingkan

lebih

resistansi cepat

logam

e − t / 13,92 )

logam

CdTe 𝑅(𝑡) = (0,61

meningkat

tembaga

apabila

2. Adanya temperatur

alumunium lebih mudah berubah sifat

maka

praktikan

Berdasarkan dapat

untuk

+

bahan

6,84 e − t / 34, 68 )

ohm dengan t adalah suhu.

diberi temperatur. Oleh karena itu, logam

kelistrikannya.

ohm,

faktor pada

menyebabkan

penelitian

eksternal bahan

adanya

berupa konduktor

peningkatan

resistansi. Hubungan antara resistansi

menyimpulkan

dan suhu untuk bahan alumunium

bahwa bahan tembaga memiliki sifat

𝑅(𝑡) = (-2,21 + 0,09t) ohm, untuk

konduktor yang lebih baik dari pada bahan

bahan tembaga 𝑅(𝑡) = (-0,74 + 0,03t)

alumunium, hal ini karena bahan tembaga

ohm dengan t sebagai fungsi suhu.

memiliki daya serap terhadap temperatur yang rendah sehingga koefisien temperatur bahan tersebut dapat diabaikan. Sehingga bahan tembaga baik digunakan sebagai peralatan elektronikan, seperti misalnya sebagai kabel instalasi listrik di perumahan 10

3. Energi gap pada bahan semikonduktor berpengaruh

terhadap

Engineering

respons

Semakin

besar

Edition.

Oxford:

Butterworth-Heinemann.

penurunan resistansi akibat pemberian temperatur.

6th

5. Bangun

Julianto,

et

al.

(2013).

energi

Pengaruh Suhu Terhadap Hambatan

gapnya maka semakin kecil respons

Rangkaian Listrik. Semarang: FMIPA

perubahan resistansinya, demikian juga

UNNES. 6. Adi, Eka, dkk. (2012). Makalah Semikonduktor. Jakarta: FMIPA UNJ. 7. Thomas Sri Widodo. (2002). Struktur

sebaliknya.

DAFTAR PUSTAKA

Pita Energi Bahan Semikonduktor,

1. Wiendartun. (2012). Diktat Fisika Zat

Konduktor dan Isolator. Yogyakarta:

Padat I. Bandung: FMIPA UPI.

FMIPA UGM.

2. Sumarna. (2010). Bahan Kuliah Fisika

8. Sudaryanto Sudirham, Ning Utari S.

Semikonduktor. Yogyakarta: FMIPA

(2013). Mengenal Sifat-Sifat Material.

UNY.

Bandung: Darpublic, Kanayakan D-30.

3. Beisser, Arthur. (1992). Concept of Modern Physics. 6th. Ed. New York: The McGraw-Hill Companies, Inc.

.

4. Smallman, R.J Bishop. (1999). Modern Physics

Metallurgy

and

Materials

11

Nur hidayat dan Ariswan

Recommend Documents