ANALOGI MELALUI SAINS : MATERIAL BAHAN
BERITA LAINNYA - 29 August 2022
ANALOGI MELALUI SAINS : MATERIAL BAHAN
(Oleh : Desy Nicola Asturo)
Perkembangan ilmu pengetahuan dan sains dalam kehidupan memacu banyaknya kemunculan bidang inovasi dan industri kreatif. Padatnya fenomena fenomena penelitian ilmu terbaharu dalam sains juga membantu perkembangan industri, salah satunya ialah industry material atau bahan, industri yang juga berelasi erat dengan perangkat elektronika.
Bidang industri elektronika mempelejari beberapa jenis bahan serta zat penghantar dalam rangkaian. Zat zat tersebut terbagi menjadi beberapa sifat diantaranya; konduktor, semi-konduktor dan isolator/insulator.
Konduktor merupakan suatu bahan yang menjadi penghantar listrik terbaik karena memiliki resistansi yang kecil. Konduktor memiliki konduktivitas hantar listrik yang amat baik, koefisien muai panjang yang kecil, modulus elastisitas yang cukup besar dan kekuatan mekanis yang tinggi. Sebaliknya insulator merupakan bahan yang tak dapat menghantarkan listrik karena tahanan listriknya amat besar, sedangkan semikonduktor adalah bahan dengan tingkat konduktivitas listrik yang berada di antara konduktor dan isolator dan dapat menghantarkan listrik dalam beberapa kondisi saja.
Gambar di bawah ini merepresentasikan karakteristik lebih lanjut mengenai ketiga material bahan tersebut :
Perbedaan ketiga jenis bahan ini dapat dilihat melalui celah pita (band gap) dari masing-masing bahan yang merupakan gambaran antara energi tertinggi yang dimiliki pita valensi dan energi terendah yang dimiliki pita konduksi. Pita dalam tiap bahan terdiri dari pita konduksi (Conduction Band) dan pita valensi (Valence Band). Pita Valensi merupakan pita yang terisi penuh dengan electron-elektron dan merupakan tempat transisi electron menuju pita konduksi saat tereksitasi dengan sejumlah energi yang cukup, sedangkan pita konduksi merupakan pita yang terisi oleh sebagian atau Sebagian kecil electron yang mengandung sejumlah energi untuk bergerak dalam material. Kedua pita ini menunjukkan sifat konduktivitas listrik bahan padat.
Bagian fermi-level merupakan bagian yang tidak dapat terisi oleh electron-elektron yang berada di antara pita konduksi dan pita valensi.
Bahan konduktor memiliki celah energi (energy gap) mendekati nol atau sama dengan nol antara pita konduksi dan pita valensi. Sementara bahan semikonduktor memiliki energy gap yang relative lebih besar dari konduktor namun tidak lebih besar dari insulator. Sedangkan, bahan insulator memiliki celah pita yang cukup besar untuk electron “melompati” dari pita valensi menuju pita konduksi.
Melalui deskripsi sifat bahan melalui celah energi atau energy gap di atas, kita dapat mengetahui bahwa hantaran listrik yang baik disebabkan oleh celah energi yang cukup kecil sehingga electron dapat tereksitasi atau terlepas dari posisi awalnya di pita valensi menuju pita konduksi, sedangkan hantaran listrik yang kurang baik terjadi dengan salah satu penyebabnya ialah celah pita yang cukup besar sehingga electron pun harus memiliki energi yang amat besar untuk dapat mencapai pita konduksi. Selain itu pada bahan konduktor, electron bebas memiliki ikatan konduksi yang baik, sedangkan pada bahan semi konduktor, electron yang terlepas dari pita valensi menuju pita konduksi akan meninggalkan lubang (holes) yang akan saling berinteraksi, namun pada bagian insulator tidak terdapat electron bebas ataupun holes yang menyebabkan tidak ada energi ikat yang terjadi.
Kita dapat menganalogikan material bahan ini dalam kehidupan. Tiga jenis material ini memiliki makna yang mengindikasikan energi yang dihasilkan. Band gap atau celah pita ini merupakan suatu celah atau bentuk tantangan yang memisahkan antara posisi awal manusia dengan tujuan yang akan dicapainya. Semakin besar celah yang terbentang, maka semakin sulit electron untuk terlepas dari pita valensi menuju pita konduksinya sehingga hantaran listriknya semakin lemah, begitu pula manusia, semakin besar gap di antara posisi awal manusia dengan tujuan yang akan dicapainya, maka akan semakin sulit manusia untuk dapat mencapai cita cita nya, yang berdampak pada kondisi hantaran yang kurang baik. Sebaliknya, apabila manusia mampu untuk mengoptimalkan kedekatan antara posisi awalnya dengan tujuan akhirnya, maka semakin mudah kita mencapai cita cita.
Ikatan antara kondisi awal manusia dengan tujuan akhir yang dicapainya akan menimbulkan energi yang baik dalam mempengaruhi kehidupan manusia selanjutnya.
Share:
Informasi Terkini seputar sekolah kristen BPK PENABUR
Daftar Indeks Berita Terbaru dari BPK Penabur
