Pemodelan dua potensial penghalang tidak simetris pada semikonduktor superlattice

Abstract

Salah satu penomena menarik yang dapat dijelaskan fisika kuantum yaitu tunneling (penerobosan). Pada penomena ini, partikel yang bergerak dengan energi lebih kecil dari potensial penghalang memiliki probabilitas menerobos penghalang tersebut. Besarnya probabilitas dinamakan koefisien transmisi. Semikonduktor superlattice merupakan generasi baru dalam material semikonduktor yang diusulkan secara teoritis pada tahun 1970-an oleh Esaki dan Tsu. Superlattice memiliki struktur potensial penghalang dan sumur kuantum yang berselang-seling. Oleh karena itu, peristiwa tunneling akan menentukan karakteristik material tersebut. Dalam penelitian ini, dimodelkan dua potensial penghalang untuk mempelajari karakteristik superlattice dua penghalang tidak simetris yaitu GaAlAs-GaAs-GaAlAs dan AlAs-GaAs- AIAS. Parameter struktur seperti lebar potensial penghalang, lebar sumur dan ketinggian potensial penghalang/fraksi mol dipelajari bagaimana pengaruhnya pada karakteristik material tersebut. Hasil penelitian menunjukan bahwa lebar sumur merupakan parameter struktur penting karena lebar sumur yang divariasikan menunjukan hasil menarik terhadap koefisien transmisi dan karakteristik rapat arus-tegangan. Pada koefisien transmisi, pertambahan lebar sumur mengakibatkan penurunan tingkat energi resonan pertama seperti yang ditunjukan pada gambar 11(e) dan 12(e) sedangkan pada karakteristik rapat-arus tegangan, mengakibatkan penurunan arus resonan tunneling (JRT). Pada superlattice GaAlAs-GaAs- GaAlAs untuk lebar sumur 6, 7, dan 8 nm dihasilkan JRT (maks) berturut-turut 1.67 x 108; 8,9 x 10'; dan 4,35 x 10' A m2. Pada superlattice AIAS-GaAs-AlAs untuk lebar sumur 6, 7, dan 8 nm dihasilkan JRT (maks) berturut-turut 8,85 x 106; 4,14 x 106; dan 2,21 x 106 A m². Untuk fraksi mol yang divariasikan yaitu 0,6; 0,7; dan 0,8, perhitungan pada GaAlAs-GaAs- GaAlAs menghasilkan JRT (maks) berturut-turut 3,76 x 10; 1,78 x 108; dan 9,05 x 10' A m².