Karakteristik utama dari transport elektron di Carbon Nanotube adalah munculnya fenomena ballistic transport. Ballistic transport itu sendiri dapat didefinisikan sebagai transport elektron di suatu material dimana resistivitas yang timbul karena scattering atom, molekul atau impurity dapat diabaikan.
Secara umum, proses mengalirnya elektron di suatu metal atau semikonduktor biasa dapat dijelaskan sebagai berikut :
- dalam material, atom-atom akan tersusun menurut pola tertentu tergantung pada jenis materialnya. Pergerakan elektron di dalam material tersebut akan bergantung pada susunan atom-atom material itu.
- bila ada pergerakan elektron yang cocok dengan pola atom material tersebut, maka elektron akan mengalir secara lebih efisien (ballistic transport)
- pergerakan elektron yang tidak cocok akan mengalir dengan mengalami proses scattering
- pada bahan ini, fenomena ballistic yang terjadi sangat pendek dan tidak signifikan
- keuntungan yang didapat dengan ballistic transport adalah dari segi kecepatan dan panas yang dihasilkan dibandingkan dengan pergerakan elektron biasa.
Dalam skala nano, pergerakan elektron dipengaruhi dua parameter utama, yaitu mean free path dan scattering. Mean free path itu sendiri didefinisikan sebagai jarak elektron bergerak bebas sebelum elektron tersebut mengalami tumbukan atau berubah keadaan dari sebelumnya. Selama elektron bergerak di dalam range mean free pathnya, maka dapat dikatakan bahwa elektron tersebut mengalami ballistic transport. Secara umum mean free path ini dipengaruhi oleh tekanan dan temperatur.
Scattering adalah proses perubahan keadaan suatu pergerakan elektron yang diakibatkan oleh beberapa hal, yaitu phonon scattering (scattering akibat phonon), impurities scattering (scattering akibat adanya impurity dalam material) dan surface roughness scattering (scattering akibat struktur dari crystal material).
Di dalam aplikasi CNT, fenomena ballistic transport ini dimanfaatkan untuk membangun sebuah divais yang memiliki ke
cepatan lebih tinggi dari divais sejenis. Sebagai contoh adalah pembuatan Field Effect Transistor dengan menggunakan CNT sebagai channel antara Source dan Drain (CNT-FET). Mean free path pada semiconducting CNT yang dipakai berkisar pada orde 500-600 nm, sedangkan dimensi CNT yang dipakai hanya kurang lebih 30 nm. Ini menyebabkan transport elektron yang terjadi adalah ballistic transport sepanjang CNT tersebut sehingga divais yang terbentuk memiliki keunngulan dari segi kecepatan switching (hingga skala THz) dibandingkan FET biasa.
Referensi :
http://www.wikipedia.org
http://www.azonano.com
http://www.semiconductorglosarry.com
Introdution to Nanotelectronics. Prof. Mircea Dragoman. 2006
Semiconductor Device Fundamentals. Robert F. Pierret. 1996
Hal-hal yang masih belum jelas :
1. Fenomena dari scattering itu sendiri (terutama phonon scattering)
2. Apakah ballistic tranport pada CNT hanya bergantung pada dimensinya yang berskala nano (lebih kecil dari mean free path) atau karena memang struktur dari CNT itu sendiri yang menyebabkan terjadinya fenomena ballistic transport di CNT
3. Penurunan rumus untuk mendapatkan resistansi intrinsik dari CNT sebesar 6.5 kOhm
Secara umum, proses mengalirnya elektron di suatu metal atau semikonduktor biasa dapat dijelaskan sebagai berikut :
- dalam material, atom-atom akan tersusun menurut pola tertentu tergantung pada jenis materialnya. Pergerakan elektron di dalam material tersebut akan bergantung pada susunan atom-atom material itu.
- bila ada pergerakan elektron yang cocok dengan pola atom material tersebut, maka elektron akan mengalir secara lebih efisien (ballistic transport)
- pergerakan elektron yang tidak cocok akan mengalir dengan mengalami proses scattering
- pada bahan ini, fenomena ballistic yang terjadi sangat pendek dan tidak signifikan
- keuntungan yang didapat dengan ballistic transport adalah dari segi kecepatan dan panas yang dihasilkan dibandingkan dengan pergerakan elektron biasa.
Dalam skala nano, pergerakan elektron dipengaruhi dua parameter utama, yaitu mean free path dan scattering. Mean free path itu sendiri didefinisikan sebagai jarak elektron bergerak bebas sebelum elektron tersebut mengalami tumbukan atau berubah keadaan dari sebelumnya. Selama elektron bergerak di dalam range mean free pathnya, maka dapat dikatakan bahwa elektron tersebut mengalami ballistic transport. Secara umum mean free path ini dipengaruhi oleh tekanan dan temperatur.
Scattering adalah proses perubahan keadaan suatu pergerakan elektron yang diakibatkan oleh beberapa hal, yaitu phonon scattering (scattering akibat phonon), impurities scattering (scattering akibat adanya impurity dalam material) dan surface roughness scattering (scattering akibat struktur dari crystal material).
Di dalam aplikasi CNT, fenomena ballistic transport ini dimanfaatkan untuk membangun sebuah divais yang memiliki ke
cepatan lebih tinggi dari divais sejenis. Sebagai contoh adalah pembuatan Field Effect Transistor dengan menggunakan CNT sebagai channel antara Source dan Drain (CNT-FET). Mean free path pada semiconducting CNT yang dipakai berkisar pada orde 500-600 nm, sedangkan dimensi CNT yang dipakai hanya kurang lebih 30 nm. Ini menyebabkan transport elektron yang terjadi adalah ballistic transport sepanjang CNT tersebut sehingga divais yang terbentuk memiliki keunngulan dari segi kecepatan switching (hingga skala THz) dibandingkan FET biasa.Referensi :
http://www.wikipedia.org
http://www.azonano.com
http://www.semiconductorglosarry.com
Introdution to Nanotelectronics. Prof. Mircea Dragoman. 2006
Semiconductor Device Fundamentals. Robert F. Pierret. 1996
Hal-hal yang masih belum jelas :
1. Fenomena dari scattering itu sendiri (terutama phonon scattering)
2. Apakah ballistic tranport pada CNT hanya bergantung pada dimensinya yang berskala nano (lebih kecil dari mean free path) atau karena memang struktur dari CNT itu sendiri yang menyebabkan terjadinya fenomena ballistic transport di CNT
3. Penurunan rumus untuk mendapatkan resistansi intrinsik dari CNT sebesar 6.5 kOhm
No comments:
Post a Comment