Transistor Graphene

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


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


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


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?


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.


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


7/19

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.


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


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.


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.


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).


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.


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


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


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.


16/19

15


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.


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.


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).

Transistor Graphene

Documents

Transcript of Transistor Graphene