Analisis Rangkaian Elektrik - Darpublic

BAB 8
Teori Pita Energi dan Teori Zona
Tentang Padatan
Setelah mempelajari bagaimana atom tersusun membentuk padatan,
dalam bab ini kita akan mempelajari elektron dalam padatan. Dalam
padatan dengan struktur kristal, terjadi sumur potensial di sekitar ion,
yang berulang secara periodik, seperti digambarkan secara dua
dimensi pada Gb.8.1. Gambar ini hanya memperlihatkan keadaan di
bagian dalam material dan tidak memperhatikan bagaimana bentuk
dinding potensial di permukaan. Mencari fungsi gelombang dengan
persamaan Schrödinger pada sumur potensial periodik ini tentulah
amat rumit. Namun kita tidak kembali ke persamaan Schrödinger;
kita cukup melakukan penilaian secara kualitatif tentang elektronelektron
dalam padatan ini, berdasarkan pengertian-pengertian yang
telah kita peroleh pada struktur sumur potensial yang lebih sederhana
di bab-bab sebelumnya.
Pada Gb.8.1. elektron dengan energi E1 terjebak di dalam sumur
potensial; ia terikat kuat oleh inti atom dan sulit untuk berpindah ke
sumur potensial di sebelahnya karena ia menghadapi dinding sumur
potensial yang tinggi; terobosan melalui mekanisme tunneling juga
sulit terjadi jika dinding potensial cukup tebal.
Energi
+ + + + +
Gb.8.1. Sumur potensial periodik.
Elektron dengan energi E2 lebih longgar terikat pada inti atom;
penambahan energi yang tidak terlalu besar cukup untuk digunakan
melewati diding potensial dan berpindah ke sumur potensial di
sebelahnya. Sementara itu elektron dengan energi E3 tidak terikat oleh
sesuatu inti atom; ia dapat bergerak hampir bebas dalam material dan
secara kolektif menentukan sifat material, misalnya konduktivitas
listrik dan konduktivitas thermal. Elektron ini pula yang secara
kolektif berperan mengikat ion-ion yang membentuk struktur kristal.
E3
E2
E1
123