LAPORAN EKSPERIMEN FISIKA 2 FOTOKONDUKTIVITAS. Zudah Sima atul Kubro G DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

Transkripsi

1 LAPORAN EKSPERIMEN FISIKA 2 FOTOKONDUKTIVITAS Rekan Kerja : 1. Aah Nuraisah 2. Mutiara Khairunnisa 3. Dedeh Nurhayati Zudah Sima atul Kubro G Asisten : Pramudya Wardhani (G ) Dadi Irawan (G ) Citra Kusumawardhani (G ) DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2015

2 Judul Fotokonduktivitas Tujuan Menentukan sifat fotokonduktivitas bahan semikonduktor Peralatan dan Bahan 1. Power Supply 2. Sel fotokonduktor 3. Radiometer 4. Voltmeter (0-30V) Dasar Teori Fenomena optik dan listrik yang membuat suatu material mempunyai sifat yang lebih konduktif akibat penyerapan radiasi elektromagnetik merupakan sebuah fenomena yang dinamakan fotokonduktivitas. Cahaya yang diserap oleh bahan atau material berupa semikonduktor akan membuat jumlah elektron bebas dan lubang elektron menjadi naik dan mengakibatkan adanya konduktivitas listrik. Untuk menyebabkan eksitasi, cahaya yang menumbuk semikonduktor harus memiliki energi yang cukup untuk menaikkan elektron melintasi celah pita, atau untuk merangsang cacat (impuritas) di dalam band gap (Sze dan Kwok 2007). Ketika tegangan bias dan resistor beban yang digunakan terangkai seri dengan semikonduktor, tegangan jatuh (drop potential) yang melintasi resistor beban dapat diukur ketika perubahan konduktivitas listrik bahan bervariasi arus yang mengalir melalui rangkaian. Sketsa dari proses fotokonduktivitas dari piranti fotkonduktif sebagai berikut 2

3 Gambar Sketsa piranti fotokonduktif Material semikonduktif di antaranya meliputi Polimer Polyvinilcarbazole, biasanya digunakan untuk fotocopi, seleniun dan xerografi. Bahan-bahan fotokonduktif tersebut merupakan bagian dari suatu rangkaian yang berfungsi sebagai resistor. Resistor disini sangat bergantung dengan intensitas cahaya yang diterima, sehingga biasa disebut dengan fotoresistor. Sel fotokonduktif memiliki respon spektral yang merupakan daerah kerja dari sel dengan respon terhadap panjang gelombang elektromagnetik (Sze dan Kwok 2007). Data Tegangan Sumber (Vs) = 5 volt Hambatan resistor (R) = 95,1 k No. Intensitas Tegangan Resitor, Vr (volt) Arus, I=Vr/R (ampere) Hambatan sel, Rc=(Vs Vr)/I (Ohm) 1 0 3,52 3,70137E , ,55 3,73291E , ,7 3,89064E , ,81 4,00631E , ,94 4,14301E , ,12 4,33228E ,

4 7 75 4,24 4,45846E , ,4 4,62671E , ,52 4,75289E , ,66 4,90011E , ,76 5,00526E , Pengolahan data Pembahasan Konduktivitas listrik merupakan ukuran dari kemampuan suatu bahan untuk menghantarkan arus listrik. Fenomena fotokonduktivitas muncul ketika 4

5 seberkas sinar dikenakan pada bahan semikonduktor dan menyebabkan bahan semikonduktor tersebut bertambah konduktivitas listriknya. Hal ini dikarenakan eksitasi elektron melintasi celah energi semikonduktor. Eksitasi elektron ini juga menimbulkan bertambahnya jumlah pembawa muatan bebas (hole dan elektron). Eksitasi muncul apabila energi foton yang diberikan pada bahan semikonduktor lebih besar atau sama dengan lebar celah dua keadaan, yaitu valensi dan konduksi (hv pita energi antara Eg) bahan tersebut (Tambunan 2009). Konduktivitas pembawa muatan dalam bahan semikonduktor mempengaruhi sifat konduksi bahan tersebut. Konduktivitas ideal bahan semikonduktor dipengaruhi oleh lebar celah pita energi, pembawa muatan bebas, dan temperatur (Tjakrawadi 2002). Dark resistance Cds merupakan salah satu material umum yang digunakan dalam piranti fotokonduktif. Sel fotokonduktif ini memiliki hambatan (resistansi) yang tinggi pada kondisi gelap yang disebut hambatan gelap dimana saat selfotokonduktif ini disinari maka hambatannya akan jatuh (kasap dan Capper 2006). Dari data yang didapatkan, antara arus dan hambatan mempunyai bentuk grafik yang saling bertolak belakang. Dari grafik hubungan antara arus dan intensitas semakin besar intensitas yang di berikan maka nilai arus yang dihasilkan juga akan semakin bertambah besar. Namun untuk grafik hubungan antara hambatan dan intensitas malah sebaliknya, semakin besar intensitas yang diberikan maka hambatan yang dihasilkan malah bertambah kecil. Percobaan kali ini berfungsi untuk menentukan sifat fotokonduktifitas semikonduktor. Selain itu juga dapat diketahui bahwa semakin dekat jarak lampu sehingga intensitas yang diterima oleh sensor semakin besar menyebabkan perubahan tegangan yang kian membesar. Simpulan Dari percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa sifat fotokonduktivitas semikonduktor dapat ditentukan melalui pengukuran tegangan dan intensitas dari suatu cahaya. 5

6 Daftar Pustaka Kasap S, Capper P (Eds.) Handbook of Electronics and Photonics Materials. Springer Sze SM, Kwok KNG Physics of Semiconductor Devices. John Wiley & Sons. Tambunan JT KARAKTERISTIK OPTIK DAN ELEKTRONIK EKSTRAK KLOROFIL Spirulina fusiformis [Skripsi]. Bogor : Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor Tjakrawadi IK Sifat Optik dan Listrik Lapisan Tipis CdS Hasil Deposisi CBD (Chemical Bath Deposition). [skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. 6