Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Mengenal Sifat Material Teori Pita Energi. h = 6,63  10 -34 joule-sec bilangan gelombang: energi kinetik elektron sbg gelombang : momentum: Planck :

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "Mengenal Sifat Material Teori Pita Energi. h = 6,63  10 -34 joule-sec bilangan gelombang: energi kinetik elektron sbg gelombang : momentum: Planck :"— Transcript presentasi:

1 Mengenal Sifat Material Teori Pita Energi

2 h = 6,63  joule-sec bilangan gelombang: energi kinetik elektron sbg gelombang : momentum: Planck : energi photon (partikel) bilangan bulat frekuensi gelombang cahaya De Broglie : Elektron sbg gelombang Teori Pita Energi Ulas Ulang Kuantisasi Energi

3 E k Energi elektron sebagai fungsi k (bilangan gelombang) Teori Pita Energi

4 Makin tinggi nomer atom, atom akan makin kompleks, tingkat energi yang terisi makin banyak. Teori Pita Energi

5 s p d f  5, SodiumHidrogen E [ eV ] 0 11 22 33 44 55 66 Kemungkinan terjadinya transisi elektron dari satu tingkat ke tingkat yang lain semakin banyak Teori Pita Energi [6]

6 Molekul lebih kompleks dari atom; tingkat-tingkat energi lebih banyak karena energi potensial elektron yang bergerak dalam medan yang diberikan oleh banyak inti atom tidaklah sederhana. Lebih dari itu, energi vibrasi dan rotasi atom secara relatif satu terhadap lainnya juga terkuantisasi seperti halnya terkuantisasinya energi elektron pada atom. Transisi dari satu tingkat ketingkat yang lain semakin banyak kemungkinannya, sehingga garis-garis spektrum dari molekul semakin rapat dan membentuk pita. Timbullah pengertian pita energi yang merupakan kumpulan tingkat energi yang sangat rapat. Molekul Teori Pita Energi

7 Penggabungan 2 atom H membentuk molekul H 2 0 22 4 E [ eV ] Ikatan stabil Ikatan tak stabil R0R0 Å jarak antar atom Teori Pita Energi

8 Pada penggabungan dua atom, tingkat energi dengan bilangan kuantum tertinggi akan terpecah lebih dulu Elektron yang berada di tingkat energi terluar disebut elektron valensi Elektron valensi ini berpartisipasi dalam pembentukan ikatan atom. Elektron yang berada pada tingkat energi yang lebih dalam (lebih rendah) disebut elektron inti;

9 Gambaran tentang terbentuknya molekul dapat diperluas untuk sejumlah atom yang besar yang tersusun secara teratur, yaitu kristal padatan. n = 1 n = 2 n = 3 Jarak antar atom Energi Padatan Dalam penggabungan N atom identik, setiap tingkat energi terpecah menjadi N tingkat dan setiap tingkat akan mengakomodasi sepasang elekron dengan spin yang berlawanan ( m s = ± ½ ). Teori Pita Energi

10 051015Å  10  20  30 0 E [ eV ] sodium 2p2p R 0 = 3,67 Å 3s3s 3p3p 4s4s 3d3d Teori Pita Energi [6]

11 Cara penempatan elektron pada tingkat-tingkat energi mengikuti urutan sederhana: tingkat energi yang paling rendah akan terisi lebih dulu, menyusul tingkat di atasnya, dan seterusnya. E F, tingkat energi tertinggi yang terisi disebut tingkat Fermi, atau energi Fermi. Pada 0 o K semua tingkat energi sampai ke tingkat E F terisi penuh, dan semua tingkat energi di atas E F kosong. Pada temperatur yang lebih tinggi, beberapa tingkat energi di bawah E F kosong karena elektron mendapat tambahan energi untuk naik ke tingkat di atas E F. Teori Pita Energi

12 Elektron valensi yang berada pada tingkat energi Fermi ataupun di atas energi Fermi, berada pada salah satu tingkat energi yang dimiliki oleh kristal. Jumlah tingkat energi yang dimiliki oleh kristal sangat banyak dan sangat rapat sehingga hampir merupakan perubahan yang kontinyu. Oleh karena itu, elektron pada tingkat energi Fermi yang bergerak dalam kristal dapat dipandang sebagai elektron bebas. Elektron yang bergerak dengan kecepatan tertentu memiliki energi kinetik dan bilangan gelombang, k, tertentu. Gerakan elektron tersebut mengalami hambatan karena ada celah energi. Teori Pita Energi

13 Konduktor Isolator Semikonduktor

14 Jika banyak atom bergabung menjadi padatan, tingkat valensi terluar dari setiap atom cenderung akan terpecah membentuk pita energi. Tingkat-tingkat energi yang lebih dalam, yang disebut tingkat inti, tidak terpecah. Setiap tingkat valensi dari dari suatu padatan yang terdiri dari N atom berbentuk pita valensi yang terdiri dari N tingkat energi. Dengan demikian maka tingkat valensi s yang di tiap atom memuat 2 elektron, akan menjadi pita s yang dapat menampung 2N elektron. Tingkat valensi p yang di tiap atom memuat 6 elektron, akan menjadi pita p yang dapat menampung 6N elektron. Konduktor, Isolator, Semikonduktor

15 Gambaran pita-pita energi pada suatu padatan pita s pita p celah energi Konduktor, Isolator, Semikonduktor Pita-pita energi yang terjadi dalam padatan dapat digambarkan sebagai berikut:

16 Pada metal, pita valensi biasanya hanya sebagian terisi Pita energi paling luar, jika ia hanya sebagian terisi dan padanya terdapat tingkat Fermi, disebut sebagai pita konduksi. kosong celah energi terisi kosong pita valensi EFEF pita konduksi Sodium Konduktor, Isolator, Semikonduktor

17 Pada beberapa metal, pita valensi terisi penuh. Akan tetapi pita ini overlap dengan pita di atanya yang kosong. Pita yang kosong ini memfasilitasi tingkat energi yang dengan mudah dicapai oleh elektron yang semula berada di pita valensi. terisi penuh kosong EFEF pita valensi Magnesium Konduktor, Isolator, Semikonduktor

18 Pada beberapa material, pita valensi terisi penuh dan pita valensi ini tidak overlap dengan pita di atasnya yang kosong. Jadi antara pita valensi dan pita di atasnya terdapat celah energi. celah energi terisi penuh kosong Intan celah energi terisi penuh kosong pita valensi Silikon isolatorsemikonduktor Konduktor, Isolator, Semikonduktor

19 Course Ware Mengenal Sifat Material Teori Pita Energi Sudaryatno Sudirham


Download ppt "Mengenal Sifat Material Teori Pita Energi. h = 6,63  10 -34 joule-sec bilangan gelombang: energi kinetik elektron sbg gelombang : momentum: Planck :"

Presentasi serupa


Iklan oleh Google