transistor graphene
Post on 04-Apr-2018
260 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
7/30/2019 Transistor Graphene
1/19
MAKALAH SEMIKONDUKTOR
GRAPHENE DAN APLIKASINYA
PADA TRANSISTOR
Makalah ini diajukan untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Fisika Zat Padat
Disusun oleh :
Ahmad Ridwanullah (1209703003)
Handi Pandriantama (1209703013)
Miftahudin (1209703023)
Norman Swarzkop (1209703029)
Siti Nurhasanah (1209703038)
Yuni Karlina (1209703046)
PROGRAM STUDI FISIKA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SUNAN GUNUNG DJATI
BANDUNG
2012
-
7/30/2019 Transistor Graphene
2/19
i
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT, karena atas izinnya makalah
ini dapat disusun dan terselesaikan tepat pada waktunya. Shalawat dan salam semoga tetaptercurah limpahkan kepada Nabi akhir zaman, Nabi Muhammad SAW. Termasuk kepada
para pengikutnya yang akan tetap setia sampai akhir zaman.
Penyusunan makalah ini dimaksudkan untuk memenuhi salah satu tugas mata
kuliah Fisika Zat Padat. Makalah ini membahas salah satu aplikasi dari semikonduktor yang
merupakan salah satu bab dalam fisika zat padat. Materi yang dibahas ialah mengenai
material graphene dan aplikasinya pada transistor. Diharapkan makalah ini dapat memenuhi
standar makalah yang diinginkan. Walaupun berbagai kekurangan tidak luput ada di
dalamnya.
Kami ucapkan terimakasih kepada semua pihak yang ikut serta membantu dalam
penyelesaian makalah ini, baik pengarang buku, maupun sumbangsih pemikiran kawan-
kawan. Dan besar harapan kami, semoga makalah ini bisa bermanfaat, khususnya bagi kami
umumnya bagi semua pihak yang bersedia membaca dan meneliti kembali permasalahan
dalam makalah ini
Bandung, 24 November 2012
PENYUSUN
-
7/30/2019 Transistor Graphene
3/19
ii
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ............................................................................................................................. i
DAFTAR ISI........................................................................................................................................... ii
BAB 1 PENDAHULUAN .................................................................................................................. 3
1.1 LATAR BELAKANG ............................................................................................................ 3
1.2 TUJUAN ................................................................................................................................. 3
1.3 RUMUSAN MASALAH ........................................................................................................ 3
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................................................... 4
2.1 SIFAT ELEKTRONIK PADA GRAPHENA .......................................................................... 4
2.2 PEMBUATAN DAN PEMROSESAN GRAPHENA ............................................................ 6
BAB 3 APLIKASI PADA TRANSISTOR GRAPHENE................................................................. 11
3.1 BEBERAPA SIFAT SPECIAL GRAPHENA...................................................................... 12
BAB 4 PENUTUP............................................................................................................................. 16
4.1 KESIMPULAN ..................................................................................................................... 16
4.2 SARAN ................................................................................................................................. 17
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................................................... 18
-
7/30/2019 Transistor Graphene
4/19
3
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANGGraphene merupakan material dengan ketebalan satu atom yang tersusun atas
atom-atom karbon membentuk kisi heksagonal. Graphene pertama kali dapat
dibuat oleh A. Geim dan K. Novoselov pada tahun 2004 . dimana keduanya
merupakan ilmuwan pada Universitas Manchester Inggris. Sejak graphene dapat
dibuat, berbagai kajian teoritis maupun eksperimen telah banyak dilakukan oleh
ilmuan-ilmuan di seluruh dunia, sehingga pada tahun 2010 kedua ilmuan tersebut
memperoleh Nobel Prize di bidang Fisika. Graphene menjadi material yang
menarik untuk dikaji karena memiliki berbagai sifat yang unik seperti sifatmekanik, optik, thermal dan listrik. Pada artikel ini akan dikaji tentang sifat
kelistrikan graphene dan aplikasinya untuk divais elektronik masa depan.
Graphene merupakan material baru yang memiliki sifat elektronik unggul, di
antaranya adalah mobilitas pembawa muatan yang tinggi, yang mencapai lebih dari
200.000 cm2/Vs. Sifat ini dan lainnya menyebabkan graphene banyak diteliti, baik
secara teori maupun eksperimental. Banyak hal yang terkait dengan graphe yang di
bahas. Terutama berbagai cara pembuatan untuk menghasilkan grapheme, salah satunya
yaitu eksfoliasi, penumbuhan dari silikon karbida dan pada logam, dengan hasil yang
bervariasi. Selain dari itu juga banyak dibahas pula apikasi dalam elektronik dengan
memanfaatkan graphe yaitu untuk kapasitor dan transistor efek medan.
1.2 TUJUANa. Dapat mengetahui sifat unsur grapheneb. Dapat mengetahui susunan kristal graphenec. Dapat mengetahui cara pembuatan kristal.d. Dapat mengidentifikasi manfaat dari graphene, terutama transistor.
1.3 RUMUSAN MASALAHa. Bagaimana sifat unsur graphene?b. Bagaimana susunan kristal graphene?c. Bagaimana cara pembuatan kristal?d. Apakah manfaat dari graphene, terutama transistor?
-
7/30/2019 Transistor Graphene
5/19
4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 SIFAT ELEKTRONIK GRAPHENE
PemodelanUntuk memahami sifat-sifat dasar graphene, orang melakukan pemodelan terhadap
struktur kristal graphene. Sifat-sifat yang diteliti adalah kurva dispersi, band gap,
konduktivitas, dan mobilitas pembawa muatan. Sedangkan, parameter-parameter
yang ditinjau adalah dimensi lembaran graphene, jumlah lapisan, dan keberadaan
pengotor (doping).
Graphene dalam bentuk lembaran (sheet) yang luasnya tidak terbatas memiliki
hubungan dispersi seperti ditunjukkan dalam Gambar 1. Pada pojok-pojok zona Brillouin
pertama, energi elektron pada pita konduksi tepat bertemu dengan pita valensi membentuk
kerucut. Pada tempat ini, yang dinamakan titik Dirac, nilai energi berbanding lurus
dengan momentum, sehingga massa efektif elektron adalah nol.
Gambar 1: Hubungan dispersi graphene.
Hal ini menyebabkan graphene bersifat semilogam dengan band gap nol. Elektron-
elektron graphene bersifat relativistik dan mengalami sedikit saja hamburan terhadap
fonon sehingga batas atas mobilitas elektron graphene sangat tinggi yaitu 200.000
cm2
/Vs [3] Dalam kaitannya dengan efek medan, mobilitas elektron graphene yang
didapatkan dari pemodelan mencapai 80.000 cm2/Vs .
Berbagai penelitian juga telah dilakukan untuk memodelkan graphene yang
bentuknya seperti pita, yang dikenal dengan sebutan Graphene Nanoribbon (GNR).
Contoh susunan atom dalam GNR ditampilkan dalam Gambar 2. Pada Gambar 2
terlihat bahwa GNR bisa memiliki berbagai macam tepi. Tepi seperti pada Gambar 2a
disebut zigzag, sedangkan tepi seperti pada Gambar 2b disebut armchair.
-
7/30/2019 Transistor Graphene
6/19
5
(a)
(b)
(c)
Gambar 2: Beberapa contoh Graphene Nanoribbon. (a) Tepi zigzag (b) Tepi armchair.
(d)GNR dengan sudut kiral 13,90.Hasil pemodelan menunjukkan bahwa GNR satu lapis memiliki band gap yang
besarnya bergantung pada lebar pita. Untuk bentuk tepi armchair, terdapat tiga kelompok
yang dibedakan oleh jumlah atom yang menyusun lebar pita, yaitu 3n, 3n+1, dan 3n+2. [5, 6,
7]. Hubungan besar band gap terhadap lebar pita yang didapatkan dari hasil pemodelan
ditampilkan dalam Gambar 3.
Gambar 3: Hasil pemodelan band gap GNR satu lapis dengan bentuk tepi armchair dan zigzag
Ukuran yang sempit juga mempengaruhi mobilitas elektron graphene. Jika GNR
semakin sempit maka mobilitas elektronnya berkurang. Berkurangnya mobilitas juga bisa
disebabkan bentuk tepi yang tidak teratur.
Selain bentuk tepi, hal lain yang mempengaruhi parameter GNR adalah keberadaan
atom lain. Jika atom-atom karbon di tepi pita dibiarkan saja, artinya ada valensi karbon
yang tidak mendapat pasangan (dangling bond). Supaya stabil, atom-atom ini cenderung
menangkap, atau sengaja dipasangi, atom lain seperti hidrogen. Dalam hal ini tepi pita disebut
-
7/30/2019 Transistor Graphene
7/19
6
hydrogen passivated. Pemasangan atom seperti boron dan nitrogen pada tepi pita baik
bentuk armchair maupun zigzag mungkin menjadikan GNR bersifat feromagnetik.
2.2 Pembuatan Dan Pemrosesan Graphene
Berbagai metode telah dikembangkan untuk membuat graphene secara terkendali
dalam hal jumlah lapisan, luas, dan bentuknya. Metode-metode ini terbagi menjadi
dua, yaitu pembelahan grafit menjadi lapisan-lapisan graphene (top down) dan
penumbuhan graphene secara langsung dari atom-atom karbon (bottom up).
Pengelupasan
Dalam metode pengelupasan (exfoliation), kristal grafit dibelah-belah menjadi
lapisanlapisan graphene. Cara yang paling awal adalah dengan selotip, yang
dilakukan oleh [1]. Selotip ditempelkan pada grafit lalu dikelupas. Sebagian material
yang terambil kemudian ditempel selotip lagi dan dikelupas, demikian seterusnya
sampai didapatkan lapisan yang sangat tipis yang mungkin hanya terdiri dari satu
lapisan graphene.
Metode ini dikembangkan lebih lanjut menjadi apa yang disebut drawing
method (menggambar) . Dalam metode ini, kristal grafit dipasang pada ujung Atomic
Force Microscope (AFM) kemudian digoreskan seperti pensil pada substrat SiO2.
Lapisan-lapisan graphene terpisah dan menempel pada substrat.
Cara lain untuk membelah grafit adalah dengan pelarutan atau dispersi dalam
cairan. Salah satu metode adalah pelarutan dalam larutan surfaktan SDBS (sodium
dodecylbenzene sulfonate). Dalam larutan ini, grafit yang hidrofobik menjadi
dibasahi oleh air dan lapisan-lapisan graphene terlepas dengan sendirinya. Setelah
itu dilakukan pengendapan dan pengeringan sehingga graphene dapat dikumpulkan.
Eksperimen ini menghasilkan film graphene yang terlihat pada Gambar 5. Terlihatbahwa film ini merupakan gabungan dari banyak serpih-serpih graphene yang
lebarnya sekitar 1 m dan jumlah lapisannya beberapa. Film ini memiliki tebal sekitar
150 nm, dan memiliki konduktivitas 1500 S/m. Nilai konduktivitas yang rendah ini
disebutkan berasal dari adanya molekul surfaktan yang menempel pada film
sehingga mengganggu jalannya elektron dan menurunkan konduktivitas. Walaupun
demikian, cara ini memiliki keunggulan bahwa memerlukan sedikit biaya.
-
7/30/2019 Transistor Graphene
8/19
7
Gambar 5: Film graphene yang dihasilkan dari pengelupasan dengan surfaktan.
Metode yang mirip dengan metode terakhir adalah pengelupasan dari graphene
oksida (GO). Graphene oksida merupakan senyawa turunan dari graphene yang
mengandung tidak hanya karbon, tetapi juga oksigen dan hidrogen. Dalam metodeini, GO dilarutkan dalam air. Karena GO tidak menolak air, lembaran-lembaran GO
langsung terpisah dari kristal asalnya. Kemudian, untuk mendapatkan graphene, GO
diendapkan dan direduksi dengan hidrazin. Graphene yang dihasilkan ternyata tidak
rata dan karenanya memiliki konduktivitas yang rendah, yaitu 0,05 - 2 S/cm .
Contoh graphene yang dihasilkan dari metode ini ditampilkan dalam Gambar 6.
Gambar 6: Graphene yang dihasilkan dari graphene oksida.
Penumbuhan dari Silikon Karbida
Graphene telah berhasil ditumbuhkan dari silikon karbida (SiC). Dalam metode ini,
substrat SiC dipoles sampai sangat rata lalu dipanaskan dalam vakum tingkat ultra (Ultra
High Vacuum, 10 torr) sehingga atom-atom Si menyublim. Atom-atom Karbon yang
tertinggal di permukaan membentuk graphene. Kristal SiC yang digunakan bisa
merupakan polytype 4H, 6H, atau 3C. Dapat digunakan kristal SiC dengan muka
silikon atau muka karbon. Cara lain adalah dengan membiarkan sedikit gas (O2, H2O,
CO2) tersisa dalam vakum tingkat sedang (10-5
torr). Ternyata sedikit gas ini bereaksi
dengan SiC menyisakan atom karbon yang membentuk graphene. Hasil-hasil
-
7/30/2019 Transistor Graphene
9/19
8
penumbuhan tersebut biasanya menghasilkan beberapa lapisan graphene. Graphene yang
ditumbuhkan dari SiC memiliki mobilitas pembawa muatan mencapai 1120 cm2/Vs
jika ditumbuhkan pada muka silikon dan 18100 cm2/Vs jika ditumbuhkan pada muka
karbon. Contoh hasil penumbuhan terlihat dalam Gambar 7.
Keunggulan dari metode ini adalah bahwa substrat SiC dapat langsung digunakan
sebagai substrat untuk membuat rangkaian elektronik dengan graphene. Untuk membuat
pola pada graphene SiC dapat dilakukan dua cara. Pertama, dilakukan penumbuhan
berpola, artinya graphene yang tumbuh langsung membentuk pola. Dalam metode ini,
SiC ditutupi dengan aluminium nitrida pada bagian yang diinginkan. Ketika
penumbuhan dilakukan, bagian yang tertutup tidak tumbuh. Lapisan AlN kemudian
dibuang. Dalam metode kedua, graphene yang telah ditumbuhkan tanpa pola dietsa
dengan plasma, misalnya oksigen atau helium. Untuk membuat jendela etsa digunakan
HSQ yang dibuat berpola dengan electron beam.
Gambar 7: Hasil TEM dari graphene yang ditumbuhkan pada SiC dengan metode vakum
tingkat rendah.
Penumbuhan dengan Chemical Vapor Deposition (CVD) pada logam
Penumbuhan dengan CVD telah dilakukan pada substrat logam seperti Ni danCu.
Logam-logam ini dipilih karena dapat dikikis dengan etsa sehingga graphene yang
dihasilkan tidak terikat pada substrat logam. Gas yang bisa digunakan adalah metana +
hidrogen. Telah dapat ditumbuhkan graphene pada nikel yang mencapai lebar
beberapa sentimeter yang seluruhnya bersambungan [23]. Jika menggunakan substrat
Cu, dihasilkan graphene yang jumlah lapisannya lebih sedikit dan sebagian besar
merupakan lapisan tunggal. Contoh graphene yang ditumbuhkan dengan cara ini
ditampilkan pada Gambar 8.
-
7/30/2019 Transistor Graphene
10/19
9
Gambar 8: Contoh graphene yang ditumbuhkan dengan pada Cu.
Mekanisme penumbuhan graphene pada logam adalah sebagai berikut. Atom karbon
yang berasal dari gas larut ke dalam substrat logam pada suhu 10000C. Ketika suhu
diturunkan, kelarutan karbon berkurang sehingga atom-atom karbon mengendap di
permukaan logam menjadi graphene, sama seperti garam yang keluar dari es saat air
asin membeku. Pertumbuhan graphene di sini bersifat membatasi diri pada satu
lapisan saja. Graphene berlapis lebih dari satu ditemukan pada perbatasan kristal (grain
boundary) logam.
Graphene yang telah ditumbuhkan pada logam dapat dipindahkan ke substrat lain
seperti SiO2/Si. Pertama, graphene di atas logam diberi lapisan PMMA, lalu logam
dietsa hingga habis. Selanjutnya, graphene yang menempel pada PMMA ditelmpelkan
pada substrat tujuan, lalu PMMA dikikis habis dengan aseton. Dapat pula dilakukan
penumbuhan berpola pada logam yang sudah dibuat berpola sebelumnya. Contoh
hasilnya ditampilkan pada Gambar 9.
Gambar 9: Hasil penumbuhan berpola pada nikel.
Graphene yang ditumbuhkan pada logam memiliki mobilitas pembawa muatan
mencapai 100-2000 cm2/Vs [23] yang rendah jika dibandingkan dengan nilai
teoretis. Tetapi, metode ini memiliki keunggulan bahwa graphene dapat
ditumbuhkan dengan luas dan jumlah lapisan yang dihasilkan adalah tunggal atau
sedikit.
-
7/30/2019 Transistor Graphene
11/19
10
Pemrosesan
Graphene yang sudah terbentuk dapat diproses lebih lanjut sehingga memiliki
sifat-sifat tambahan. Pemrosesan ini misalnya doping dan pembuatan pola.
Doping dilakukan untuk mengubah konsentrasi pembawa muatan, sedangkanpembuatan pola diperlukan untuk mencapai ukuran tertentu seperti yang telah
disebutkan tentang GNR, atau untuk membuat rangkaian elektronik berbasis
graphene.
Doping terhadap graphene dapat dilakukan dengan beberapa cara. Salah satu cara
adalah dengan mencampur gas selama penumbuhan dengan gas sumber atom doping. Gas
yang digunakan misalnya B2H6 yang merupakan sumber boron, pyridine (sumber
nitrogen), atau amoniak (sumber N). Cara lain adalah dengan menambahkan unsur doping
setelah graphene dibuat. Ini dicapai misalnya dengan melapiskan HSQ (hydrogen
silsesquoxane) pada graphene kemudian melakukan penyinaran dengan electron beam.
Dalam metode ini, penyinaran dengan intensitas tinggi menjadikan doping tipe-p
sedangkan intensitas rendah menjadikan doping tipe-n.
Beberapa cara pembuatan pola pada graphene telah dibahas sebelumnya, yang
merupakan bagian dari proses pembuatan itu sendiri. Beberapa cara lain adalah membuat
pola pada graphene lembaran yang sudah jadi. Cara yang banyak digunakan adalah etsa
dengan plasma oksigen atau helium . Metode lain menggunakan AFM bertegangan untuk
mengoksidasi graphene di tempat yang diinginkan [29] atau disebut juga LAO ( local anodic
oxidation).
-
7/30/2019 Transistor Graphene
12/19
11
BAB III APLIKASI PADA TRANSISTOR GRAPHENA
Graphene dapat diukir ke sirkuit elektronik kecil dengan transistor individu yang
memiliki ukuran tidak lebih besar daripada molekul. "Semakin kecil ukuran transistor
lebih baik performanya "Seperti Kata Peneliti Manchester. dua tahun lalu Manchester
memecahkan rekor ukuran transistor menggunakan graphene.
Transistor graphene yang memiliki kinerja tertinggi telah dibuat pada graphene yang
terbentuk dari gumpalan dipipihkan dari grafit dan menempel pada substrat. Transistor
dibuat pada graphene terbentuk pada permukaan substrat yang sejauh ini berkinerja
buruk dibandingkan dengan mereka graphene yang dipipihkan. Di sini kita berbicara
tentang dua perusahaan yang membuat transistor graphene yang mencengangkan dan
beberapa khusus sifat transistor graphene.
IBM
Perangkat graphene telah dibuat sebelumnya dengan menempatkan lembaran
graphene di atas sebuah isolasi substrat, seperti silikon dioksida. Namun, substrat ini
dapat menurunkan sifat elektronik graphene. Namun, tim peneliti telah menemukan
solusi untuk meminimalkan itu. Sebuah berlian-seperti karbon yang ditempatkan sebagai
puncak lapisan substrat pada wafer silikon. Karbon adalah nonpolar dielektrik dan tidak
memerangrangkap atau menangkap layaknya silikon dioksida saja. Transistor graphene
baru ini, dalam kaitan berlian-seperti karbon, menunjukkan stabilitas yang dalam
perubahan suhu, termasuk temperatur ekstrim sangat dingin di permukaan. IBM telah
mengumumkan pengembangan transistor graphene baru yang memiliki cutoff yang
frekuensi, dengan mengukur kecepatan perangkat di bawah operasi kondisi dan biasanya
sebagian kecil dari kecepatan intrinsik sering dilaporkan, pada 155GHz (155 miliar
siklus per detik). Ini frekuensi tinggi baru transistor yang telah tercapai terutama untuk
aplikasi dalam komunikasi seperti telepon, internet, dan radar.
Fujitsu
Fujitsu telah membuat transistor pada graphene yang erkembang pada isolasi
substrat dengan struktur novel proses ini melibatkan dimulai dengan katalis film besi
selama oksidasi film pada substrat silikon.
-
7/30/2019 Transistor Graphene
13/19
12
Gambar 10. Proses pembuatan transistor graphene
Untuk membuat transistor, besi dibentuk menjadi strip menggunakan fotolitografi
konvensional sebelum berkembangnya graphene. Setelah graphene telah berkembang,
source dan drain elektroda titanium-gold Film dibentuk pada ujung setiap strip graphene.
Ini meninggalkan pusat, yang akan akhirnya menjadi saluran, terbuka. Source dan drain
logam mengikat setiap strip graphene untuk substrat, sehingga besi di bawahnya
tertanam dengan asam untuk meninggalkan saluran graphene ditangguhkan sebagai
jembatan. Untuk menghentikan pemecahan ini, deposisi lapisan atom digunakan untukmenggantikan besi yang hilang dengan isolasi hafnium dioksida. Pada saat yang sama,
HfO2 juga ditanam pada atas saluran untuk membentuk sebuah insulator untuk gerbang
yang akhirnya dibaringkan di atas. Hal ini memungkinkan pembentukan graphene
transistor di seluruh permukaan besar substrat. Hubungan antara arus drain dan gerbang
tegangan jelas menunjukkan sebuah karakteristik bipolar yang khusus untuk graphene.
Sebagai graphene pada ketebalan beberapa nanometer adalah transparan, merupakan
kandidat untuk digunakan sebagai saluran dan bahan elektroda dalam film tipis transistor
yang digunakan dalam display video.
3.1 Beberapa Sifat Special Graphene
Graphene memiliki banyak sifat menarik. Di sini kita menunjukkan dua sifat
transistor graphene paling menarik, Sifat: self-pendinginan dan bekerja tanpa banyak
noise.
Pendinginan sendiri graphene
-
7/30/2019 Transistor Graphene
14/19
13
Panas adalah fakta yang menyedihkan dari kehidupan bagi generasi sekarang
elektronik. Dan menurut standar sekarang, suhu 85 derajat Celcius cukup panas untuk
memasak telur, namun "cukup bagus "Suhu operasi untuk bertenaga tinggi grafis PC unit
pengolahan. Tapi itu semua bisa segera berubah. Peneliti transistor graphene membuat
penemuan luar biasa yaitu graphene yang dingin. Karena graphene transistor sangat tipis.
Sulit untuk menguji dan mengukur akurat tertentu sifat material. untuk mengatasi
masalah ini, University of Illinois menggunakan sebuah atom mikroskop sebagai ujung
probe temperatur (Gambar .5) untuk membuat skala nanometer pengukuran suhu
pertama dari transistor graphene bekerja.
Efek pemanasan (limbah panas) resistif pada graphene adalah lemah dibandingkan
efek pendinginani. Di Silikon dan hamir semua material, pemanasan elektronik jauh
lebih besar dari diri pendinginan. Namun graphene transistor memiliki daerah dimana
pendinginan termoelektrik dapat lebih besar dari pemanasan resistif. Apa artinya ini
adalah bahwa sirkuit graphene mungkin tidak mendapatkan panas seperti siliconbased
tradisional. Hal ini memberikan motivasi lebih bagi perusahaan manufaktur
semikonduktor untuk memproduksi secara massal sirkuit berdasarkan transistor
graphene.
Gambar 11. pengukuran temperatur permukaan graphene dengan resolusi spasial 10 nm dan
resolusi temperatur 250 mK
Bekerja tanpa noise
-
7/30/2019 Transistor Graphene
15/19
14
Untuk transistor apapun berguna untukkomunikasi analog atau aplikasi digital, tingkat
elektronik frekuensi rendah noise telah turun ke tingkat level yang diterima. Frekuensi noise
rendah elektronik mendominasi, spektrum noise ke frekuensi sekitar 100 kHz. The Nano-
Perangkat Laboratorium penelitian kelompok A. Balandin di University of California -
Riverside (UCR) telah merancang dan membangun single-layer graphene transistor dengan
dua gerbang: gerbang belakang yang terbuat dari degenerately doped silikon wafer dan
gerbang atas logam dipisahkan dari perangkat saluran graphene oleh HfO2.
Gambar 12. Gambar mikroskopik top-gated graphene, coklat adalah SiO2, kuning adalah
metal gtes dan hijau adalah HfO2.
Prosedur khusus fabrikasi untuk topgated canggih transistor graphene (Gbr.6) telah
dikembangkan. Noise frekuensi rendah dalam transistor konvensional ditandai dengan angka-
kebaikan-secara umum yang dikenal sebagai parameter Hooge. Meskipun masih banyak
perdebatan tentang asal frekuensi rendah noise dan fisik batas penerapan parameter Hooge,
dalam bahan konvensional, parameter Hooge adalah pada urutan 10-5 sampai 10-3. Dalam
transistor graphene memiliki Parameter Hooge agak rendah, yaitu pada urutan 10-4 sampai
10-2. Dari ketergantungan gerbang bias dan kehadiran karakteristik generasi-rekombinasi
(GR) di puncak spektrum noise kita juga menemukan bahwa itu didominasi oleh fluktuasi
kepadatan pembawa muatan karena muatan dijebak dan diperangkap kembali oleh junction.
Ini berarti bahwa tingkat noise dapat dikurangi lebih jauh dengan perbaikan dalam teknologi
perangkat fabrikasi graphene.
-
7/30/2019 Transistor Graphene
16/19
15
-
7/30/2019 Transistor Graphene
17/19
16
BAB III PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Telah dibahas beberapa sifat elektronik yang unggul dari graphene, yaitu
konduktivitas dan mobilitas elektronnya yang tinggi. Sifat lain yaitu band gap
bergantung pada bentuk graphene. Jika graphene dibuat berbentuk pita (GNR)
maka band gap berbanding terbalik dengan lebar pita. Bentuk tepi juga
menentukan band gap.
Graphene dapat dibuat dengan berbagai cara yang dapat dibagi menjadi dua
kelompok. Kelompok pertama adalah pembelahan atau pengelupasan dari kristalyang lebih besar, yang dapat dilakukan secara mekanik atau dengan cairan.
Kelompok kedua adalah pembuatan graphene pada alas material lain, yaitu SiC atau
logam. Penumbuhan pada SiC menghasilkan graphene berlapis beberapa sedangkan
graphene pada logam bisa berlapis tunggal saja.
Kualitas graphene, yang diukur dari mobilitas elektronnya, bervariasi berdasarkan
cara-cara pembuatannya. Kualitas tertinggi dimiliki graphene hasil eksfoliasi
mekanik, sedangkan kualitas terendah adalah graphene hasil reduksi graphene
oksida. Graphene dari SiC dan graphene pada logam memiliki kualitas sedang.
Perangkat graphene telah berkembang dengan pesat selama beberapa tahun
terakhir, dan mereka mungkin ini taruhan terbaik yang akhirnya menggantikan
Silicon. Demonstrasi seperti ini penting karena mereka menunjukkan bahwa produksi
skala atom adalah mungkin, dan sifat, sementara tidak ideal, benar-benar
mengesankan, karena mereka sudah mulai mendorong batas teknologi Si. Seperti
Keuntungan dari graphene transistor, motilities tinggi untuk kedua elektron dan hole;
memiliki elektrostatika yang ideal yang memungkinkan skala agresif, dan mudah
integrasi dengan CMOS. Tetapi graphene memiliki celah pita energi yang rendah,
sehingga graphene terus melakukan banyak elektron bahkan di bagian itu off. Jika ada
terjadi perbandingan satu miliar transistor pada sebuah chip graphene, sebuah
sejumlah besar energi akan terbuang. Hal ini dapat ditingkatkan jika pita graphene
bisa dibuat lebih tipis, dan oleh menggunakan teknik seperti doping dan membuat
graphene inverter.
-
7/30/2019 Transistor Graphene
18/19
17
3.2 Saran
Dalam pembuatan makalah ini banyak kesalahan pastinya. Oleh karena itu,
sebagai penyusun saya sangat mengharapkan saran dari berbagai pihak demi kebaikan
materi yang ada di dalamnya.
-
7/30/2019 Transistor Graphene
19/19
18
DAFTAR PUSTAKA
[1]Endi Suhendi. (2011). Graphena dan aplikasinya pada divais elektronik. Prosiding dan Seminar
Nasional Sains dan Teknlogi PTBNR-BATAN Bandung.
[2]Eko Widiatmoko, GRAPHENE: SIFAT, FABRIKASI, DAN APLIKASINYA DepartmenFisika Institut Teknologi Bandung.
[3] Javad Bavaghar chahardeh. (2012). A Preview On Graphene Transistor.International Journal of
Advanced Research in Computer and Communication Engineering, Volume1 (2278-1021).
top related