PEMODELAN ARUS ELEKTRON TEROBOSAN PADA DIODA PERSAMBUNGAN P-N BILAYER ARMCHAIR GRAPHENE NANORIBBONS DENGAN MENGGUNAKAN METODE MATRIKS TRANSFER - Intan Anjaningsih, - (2019)
ABSTRAK Telah dilakukan pemodelan arus elektron terobosan pada dioda persambungan P-N bilayer armchair graphene nanoribbon (BAGNR). Arus terobosan diperoleh dengan cara menyelesaikan persamaan Schrödinger tak bergantung waktu untuk menemukan transmitansi elektron melalui penghalang potensial dengan menggunakan metode matriks transfer (MMT). Arus elektron terobosan dihitung dengan beberapa variasi variabel yaitu lebar BAGNR, medan listrik dan suhu. Ditemukan bahwa arus terobosan meningkat dengan peningkatan tegangan panjar. Hasil ini karena ketika dioda diberi tegangan panjar, maka tinggi potensial penghalang akan memendek dan sebagai efeknya maka akan ada elektron yang menerobos dari daerah tipe-N ke daerah tipe-P melewati celah energi di daerah deplesi. Selanjutnya, arus elektron terobosan meningkat dengan semakin meningkatnya lebar BAGNR atau medan listrik yang diterapkan. Arus terobosan dioda persambungan P-N BAGNR yang dihasilkan dengan tegangan panjar 100mV adalah sekitar 4,8 μA dengan F = 1 MV/cm. Kemudian, hasil perhitungan arus terobosan BAGNR juga dibandingkan dengan monolayer armchair graphene nanoribbons (MAGNR). Dengan menggunakan BAGNR, arus terobosan yang dihasilkan tiga kali lebih besar daripada menggunakan MAGNR. Selain itu, Hasil arus terobosan dengan menggunakan MMT ini kemudian dibandingkan dengan metode WKB dan menunjukkan bahwa kedua metode ini menghasilkan nilai yang sama pada tegangan yang rendah dibawah 30 mV, sedangkan pada tegangan yang tinggi, MMT selalu memiliki nilai yang lebih tinggi. Kata kunci: arus terobosan, dioda persambungan P-N, BAGNR, MMT ABSTRACT The tunnelling current in the P-N junction diode bilayer armchair graphene nanoribbons (BAGNR) has been calculated. The tunneling current are obtained by solving Schrödinger equation independently of time to find out the electron transmittance through a potential barrier by using transfer matrix method. The tunnelling current is calculated for various variable such as bias voltage, BAGNR width, electric field, and temperature. It is found that the tunnelling current increases with increasing the bias voltage. This result is because when the diode is given a bias voltage, the barrier potential will shorten and as an effect there will be electrons that tunnelling from the N-type region to P-type through the energy gap in the depletion area. Furthermore, the tunnelling current of electron increases with the increasing BAGNR width or the applied electric field and on the other hand, it decreases for increasing temperature. The tunnelling current of P-N junction diode BAGNR is generated with a bias voltage 100 mV is around 4,8 μA with 1 MV/cm electric field. Then, the calculation of tunnelling current of BAGNR was also compared with monolayer armchair graphene nanoribbons (MAGNR). By using BAGNR, the result of tunnelling current is three times greater than using MAGNR. In addition, the tunnelling current using MMT is then compared with Wantzel-Kramers-Brillouin (WKB) method and shows that these two methods produce the same value at low voltage below 30 mV, while at high voltages, MMT always has a higher value. Keyword: Tunnelling current, P-N junction diode, BAGNR, MMT.