Potensi Material Elektronik Jenis Semikonduktor Karbon

Pendahuluan

Material elektronik diklasifikasikan secara umum menjadi tiga jenis material yaitu konduktor, semikonduktor, dan isolator. Ketiga jenis material mempunyai perbedaan pada kemampuannya untuk menghantarkan listrik. 

Material konduktor menjadi penghantar listrik yang paling baik, material isolator yang paling buruk sedangkan material semikonduktor berada di tengah-tengah. Material konduktor biasanya digunakan sebagai bahan kabel, penangkal petir sedangkan isolator bermanfaat untuk pembuatan karet kabel atau alat-alat yang diharapkan tidak dapat menghantarkan listrik.

Sifat dasar material dalam medan listrik bergantung pada konduktivitas listriknya, yaitu konduktivitas arus listrik terhadap aksi tegangan listrik. Pada artikel ini akan dibahas mengenai material semikonduktor. 

Dilihat dari jenis dopingnya, material semikonduktor terbagi menjadi material bahan tipe P (terdapat pengotor trivalen sehingga dapat menjadi akseptor elektron) dan tipe N (terdapat pengotor pentavalen sehingga dapat menjadi pendonor elektron). 

Doping yaitu penambahan suatu bahan pengotor (impuritas) ke dalam bahan semikonduktor dengan sengaja. Jika transistor terdiri dari semikonduktor tipe P, N, dan P, transistor yang dihasilkan disebut transistor PNP sedangkan jika transistor terdiri dari semikonduktor tipe N, P, dan N, dihasilkan transistor NPN.

Material semikonduktor juga sangat berguna dalam bidang elektronik, karena konduktivitasnya dapat diubah-ubah dengan menyuntikkan materi lain (doping). Pada temperatur yang sangat rendah semikonduktor bersifat sebagai isolator, namun pada temperatur ruangan bersifat sebagai konduktor. Hal ini, berkaitan dengan celah energi atau celah pita dalam bahan semikonduktor. 

Celah pita semikonduktor biasanya berkisar dari 1/10eV hingga 3eV, sementara pada sekitar 4eV atau lebih bahan tersebut dianggap sebagai isolator. Konduktivitas listrik semikonduktor meningkat pesat dengan meningkatnya suhu. Dalam hal ini, suhu ruangan cukup untuk mengeksitasi beberapa elektron, meninggalkan lubang pada pita valensi dan memasuki pita konduksi.

Penggunaan material semikonduktor telah menjadi kunci penting dalam teknologi modern, seperti dalam pembuatan komputer, panel surya, dan dioda. Semikonduktor merupakan salah satu jenis material elektronik yang memiliki sifat konduktivitas listrik di antara bahan isolator dan konduktor logam. 

Selama bertahun-tahun, bahan semikonduktor tradisional seperti silikon dan germanium telah mendominasi industri elektronik, tetapi semakin tingginya permintaan terhadap material elektronik yang lebih efisien dan ramah lingkungan telah memicu pencarian material alternatif yang lebih baik.

Salah satu material yang menarik perhatian yaitu karbon. Karbon merupakan unsur kimia yang paling umum di alam semesta dan dapat ditemukan dalam berbagai bentuk, termasuk sebagai material semikonduktor. Material semikonduktor karbon memiliki potensi besar dalam aplikasi teknologi seperti optoelektronika, sensor, dan komponen elektronik.