Mengenai Saya

Foto saya
jember, jember, Indonesia
Alumni fisika MIPA Universitas Jember

Negative electron affinity (NEA) menunjukkan bahwa tingkat vakum pada permukaan bahan lebih rendah dari pita konduksi minimum di dalam bulk, yaitu afininitas elektron efektif dari bahan lebih kecil daripada nol. Aktivasi fotokatoda NEA berarti bahwa keadaan negatif afinitas elektron dicapai dengan menutup permukaan atom fotokatoda dengan bahan listrik rendah seperti Cs atau O. Fotoemisi dari fotokatoda NEA digambarkan sebagai tiga proses dari fotoabsorpsi, transport elektron ke permukaan, dan emisi melalui lapisan aktivasi NEA, dan rumus efisiensi kuantum dapat disimpulkan dari persamaan difusi dari tiga proses tersebut. Fotokatoda NEA dari bahan GaN dan GaAs adalah fotokatoda yang sangat penting. Fotokatoda NEA dari bahan GaN dan dari bahan GaAs sangat mirip karena semuanya merupakan senyawa bergolongan III-V.
·         Fotokatoda NEA dari bahan GaN
Fotokatoda GaN dapat diaktifkan dengan Cs dan O secara bersamaan. Sumber cahaya untuk aktivasi GaN adalah merkuri. Panjang gelombang cahaya dapat diatur ke pita UV dan cahaya 300 nm dapat dilalui sebuah monokromator dalam eksperimen. Proses aktivasi menunjukkan beberapa perintah besarnya peningkatan di dalam fotoarus (photocurrent) selama satu menit pertama dan 16% efisiensi kuantum dicapai setelah aktivasi hanya dengan Cs.
Kurva spektral untuk fotokatoda GaN mode refleksi ditunjukkan oleh gambar di bawah ini. Efisiensi kuantum adalah sebuah fungsi dari energi foton yang datang dalam gambar. Untuk mode refleksi fotokatoda GaN, efisiensi kuantum berkisar antar 5% ketika energi foton sama dengan energi ambang pita gap GaN, yaitu 3,4 eV (untuk panjang gelombang 365 nm). Efisiensi kuantum dapat meningkat hingga 10% pada 3,6 eV (untuk panjang gelombang 345 nm) dan mencapai 20% pada 3,7 eV (untuk panjang gelombang 335 nm). Ketika energi foton lebih besar dari 3,7 eV, efisiensi kuantum lebih besar dari 20% dan terus meningkat mengikuti energi foton.
·         Fotokatoda NEA dari bahan GaAs
Fotokatoda terdiri dari p-doping dari kristal GaAs yang diaktifkan dengan mendepositkan beberapa monolayer cesium (Cs) dan oksidator kuat seperti flourine (F) atau oksigen (O) pada permukaan kristal secara berulang untuk menghasilkan elektron yang kuat ketika disinari oleh laser dengan berbagai panjang gelombang. Hal ini diinginkan untuk memperoleh fotokatoda dengan efisiensi kuantum yang tinggi dan waktu paruh yang lama, keduanya tergantung pada interaksi permukaan katoda yang dibentuk selama aktivasi katoda. 
Afinitas elektron didefinisika sebagai potensial penghalang yang mana sebuah elektron pada pita konduksi minimum (Ecb­) dari katoda harus keluar untuk menuju tingkat vakum (Evac) dari sistem. Dengan p-doping kristal GaAs, tingkat energi Fermi (EF) sistem diturunkan terhadap pita valensi maksimum kristal (Evb).
           Kualitas fotokatoda dapat dinyatakan dalam dua bentuk parameter penting. Efisiensi kuantum (QE) dari sebuah katoda didefinisikan sebagai rasion jumlah elektron yang dihasilkan oleh katoda terhadap jumlah foton yang datang. Jadi untuk daya laser yang datang, P pada panjang gelombang  pada kristal menghasilkan photocurrent Ip 
            Faktor kedua adalah merit, yaitu rentang waktu dimana sebuah katoda diaktifkan secara kontinyu untuk menghasilkan QE yang memuaskan. dua perbedaan waktu paruh katoda adalah relevan, bila waktu paruh operasional di bawah kondis produksi arus tinggi dan waktu paruh ‘gelap’ diukur pada daya laser rendah yang mana tergantung pada interaksi dan penataan ulang pada permukaan katoda.
Umumnya, semua permukaan semikonduktor mengalami rekonstruksi, yaitu sebuah penataan ulang atom pada permukaan semikonduktor untuk mengurangi energi total dari permukaan semikonduktor. Rekonstruksi permukaan tersebut sering mencakup yang perpindahan atom permukaan yang masuk atau keluar. Akibatnya, terbentuk lapisan dipol elektrostatik yang akan mengubah afinitas elektron yang diukur. Adanya perbedaan nilai dipol menyebabkan pengukuran χ dipengaruhi oleh efek permukaan dan nilai-nilai χ yang terukur tidak akan bermakna bagi semikonduktor heterogen, kecuali pengaruh permukaan dipol sangat kecil sehingga dapat diabaikan. Selain itu efek korelasi elektron juga mempengaruhi nilai-nilai afinitas elektron yang diukur. Ketika satu elektron diambil dari sebuah semikonduktor dan dinaikkan ke tingkat vakum, sisa elektron akan mengatur ulang dirinya sendiri dalam rangka untuk mengurangi energi total sistem elektron. Efek korelasi seperti itu karena tolakan antara elektron coulombic tetapi juga karena pertukaran mekanika kuantum efek (terutama  prinsip pengecualian Pauli).

Referensi
  1. Sze, Kwok. 2007. Physics of Semiconductor Devices. New Jersey.
  2. Henderson, B. S., 2009. Study of Negative electron Affinity GaAs Photocathodes. Department of Physics and Astronomy : Rice University, Houston, Texas.
 
 

0 komentar:

Poskan Komentar

About