Maintenance script: Presentation V4: sitasi, referensi, Math, Wikimedia Commons, dan atribusi

2026-08-26T09:00:40Z

Presentation V4: sitasi, referensi, Math, Wikimedia Commons, dan atribusi

Maintenance script: Impor teks terkontrol dari Wikipedia bahasa Indonesia; revisi 29464554; atribusi sumber disertakan.

2026-08-26T08:20:17Z

Impor teks terkontrol dari Wikipedia bahasa Indonesia; revisi 29464554; atribusi sumber disertakan.

Halaman baru

Dalam [[fisika benda padat]] dan [[kimia benda padat]], '''celah pita''' atau '''celah energi''', adalah suatu rentang energi dalam suatu padatan di mana tidak terdapat [[keadaan elektronik]]. Pada grafik [[struktur pita elektronik]] padatan, celah pita merujuk pada perbedaan energi (umumnya dinyatakan dalam [[elektronvolt]]) antara puncak [[#Pita valensi dan konduksi|pita valensi]] dan dasar [[#Pita valensi dan konduksi|pita konduksi]] pada [[insulator listrik|isolator]] dan [[semikonduktor]]. Energi ini merupakan energi yang diperlukan untuk mempromosikan sebuah elektron dari pita valensi ke pita konduksi. Elektron yang berada di pita konduksi (serta [[lubang elektron]] yang tertinggal di pita valensi) dapat bergerak bebas di dalam kisi kristal dan berperan sebagai pembawa muatan untuk menghantarkan [[arus listrik]]. Konsep ini memiliki keterkaitan erat dengan [[HOMO dan LUMO|celah HOMO/LUMO]] dalam kimia.

Jika pita valensi terisi penuh dan pita konduksi sepenuhnya kosong, maka elektron tidak dapat bergerak di dalam padatan karena tidak tersedia keadaan energi yang dapat ditempati. Ketika elektron tidak bebas bergerak di dalam kisi kristal, tidak akan dihasilkan arus listrik karena tidak ada mobilitas bersih pembawa muatan. Namun, apabila sebagian elektron berpindah dari pita valensi (yang umumnya hampir penuh) ke pita konduksi (yang umumnya hampir kosong), maka arus listrik ''dapat'' mengalir. Oleh karena itu, celah pita merupakan faktor utama yang menentukan [[konduktivitas listrik]] suatu padatan. Zat dengan celah pita besar (sering disebut celah pita “lebar”) umumnya bersifat [[Insulator listrik|isolator]], zat dengan celah pita kecil (celah pita “sempit”) tergolong [[semikonduktor]], sedangkan [[konduktor listrik|konduktor]] memiliki celah pita yang sangat kecil atau bahkan tidak ada sama sekali, karena pita valensi dan pita konduksi saling tumpang tindih sehingga membentuk satu pita energi kontinu.

Dimungkinkan untuk menghasilkan transisi isolator–logam yang diinduksi oleh laser, yang telah diamati secara eksperimental pada beberapa sistem materi terkondensasi, seperti film tipis , manganit terdoping, atau dalam vanadium seskuioksida . Fenomena tersebut merupakan kasus khusus dari peralihan logam–nonlogam yang lebih umum, yang telah dipelajari secara intensif dalam beberapa dekade terakhir. Suatu model analitik satu-dimensi untuk distorsi struktur pita yang diinduksi oleh laser telah diperkenalkan pada potensial periodik secara spasial (kosinus). Masalah ini bersifat periodik baik dalam ruang maupun waktu, dan dapat diselesaikan secara analitik dengan menggunakan kerangka bergerak Kramers–Henneberger. Solusinya dapat dinyatakan dengan bantuan [[fungsi Mathieu]].

== Dalam fisika semikonduktor ==

Setiap padatan memiliki [[struktur pita elektronik|struktur pita energi]] yang khas. Variasi dalam struktur pita ini bertanggung jawab atas beragam sifat kelistrikan yang diamati pada berbagai material. Bergantung pada dimensinya, struktur pita dan spektroskopi dapat berbeda-beda. Jenis dimensi yang dibedakan meliputi: satu dimensi, dua dimensi, dan tiga dimensi.

Pada semikonduktor dan isolator, [[elektron]] terkungkung dalam sejumlah pita energi, dan tidak dapat berada pada wilayah energi lainnya karena tidak tersedia keadaan elektronik yang diizinkan untuk ditempati. Istilah “celah pita” merujuk pada perbedaan energi antara puncak pita valensi dan dasar pita konduksi. Elektron dapat berpindah dari satu pita ke pita lainnya. Namun, agar sebuah elektron pada pita valensi dapat dipromosikan ke pita konduksi, diperlukan sejumlah energi minimum tertentu untuk terjadinya transisi tersebut. Energi yang dibutuhkan ini merupakan sifat [[sifat intrinsik dan ekstrinsik|intrinsik]] dari material padat tersebut. Elektron dapat memperoleh energi yang cukup untuk meloncat ke pita konduksi dengan menyerap [[fonon]] (panas) atau [[foton]] (cahaya).

Suatu [[semikonduktor]] adalah material dengan celah pita berukuran menengah, tidak nol, yang berperilaku sebagai isolator pada T = 0 K, tetapi memungkinkan terjadinya eksitasi termal elektron ke pita konduksi pada suhu yang masih berada di bawah titik leburnya. Sebaliknya, material dengan celah pita yang besar merupakan [[insulator listrik|isolator]]. Pada [[konduktor listrik|konduktor]], pita valensi dan pita konduksi dapat saling tumpang tindih, sehingga tidak lagi terdapat celah pita dengan wilayah keadaan elektronik yang terlarang.

[[Konduktivitas listrik]] dari [[semikonduktor intrinsik]] sangat bergantung pada besar celah pita. Satu-satunya pembawa muatan yang tersedia untuk konduksi adalah elektron yang memiliki energi termal cukup untuk tereksitasi melintasi celah pita serta [[lubang elektron]] yang tertinggal akibat terjadinya eksitasi tersebut.

Rekayasa celah pita adalah proses pengendalian atau pengubahan besar celah pita suatu material dengan mengatur komposisi paduan semikonduktor tertentu, seperti [[Aluminium galium arsenida|GaAlAs]], [[Indium galium arsenida|InGaAs]], dan [[Aluminium indium arsenida|InAlAs]]. Selain itu, dimungkinkan pula untuk membangun material berlapis dengan komposisi yang berselang-seling melalui teknik seperti [[epitaksi berkas molekul]]. Metode-metode ini dimanfaatkan dalam perancangan [[transistor bipolar heterosambungan]] (HBT), [[dioda laser]], dan [[sel surya]].

Perbedaan antara semikonduktor dan isolator pada dasarnya merupakan masalah konvensi. Salah satu pendekatan adalah memandang semikonduktor sebagai jenis isolator dengan celah pita yang sempit. Isolator dengan celah pita yang lebih besar, biasanya lebih dari 4 eV, tidak dianggap sebagai semikonduktor dan umumnya tidak menunjukkan perilaku semikonduktif dalam kondisi praktis. [[Mobilitas elektron]] juga berperan dalam menentukan klasifikasi informal suatu material.

== Pita valensi dan konduksi ==

'''Pita valensi''' (''valence band'') dan '''pita konduksi''' (''conduction band'') merupakan [[struktur pita elektronik|pita energi]] yang paling dekat dengan [[aras Fermi]], sehingga keduanya menentukan [[konduktivitas listrik]] suatu padatan. Pada [[nonlogam]], pita [[elektron valensi|valensi]] adalah rentang [[energi]] [[elektron]] tertinggi yang biasanya terisi pada suhu [[nol mutlak]], sedangkan pita konduksi merupakan rentang terendah dari [[keadaan elektronik]] yang kosong. Pada grafik [[struktur pita elektronik]] suatu material semikonduktor, pita valensi terletak di bawah aras Fermi, sementara pita konduksi berada di atasnya.

Perbedaan antara pita valensi dan pita konduksi menjadi tidak bermakna pada logam, karena konduksi terjadi dalam satu atau lebih pita yang terisi sebagian, yang memiliki sifat gabungan dari pita valensi dan pita konduksi.

== Perbandingan celah pita optik dan elektronik ==
Pada material dengan energi ikat [[eksiton]] yang besar, sebuah foton dapat memiliki energi yang hanya cukup untuk membentuk sebuah eksiton (pasangan elektron–lubang yang terikat), tetapi tidak cukup untuk memisahkan elektron dan lubang tersebut (yang saling tarik-menarik secara listrik). Dalam kondisi ini, terdapat perbedaan antara “celah pita optik” dan “celah pita elektronik” (atau “celah transport”). Celah pita optik merupakan ambang energi minimum agar foton dapat diserap, sedangkan celah transport adalah ambang energi untuk menghasilkan pasangan elektron–lubang yang ''tidak'' terikat satu sama lain. Celah pita optik berada pada energi yang lebih rendah dibandingkan celah transport.

Pada hampir semua semikonduktor anorganik, seperti [[silikon]], [[galium arsenida]], dan sejenisnya, interaksi antara elektron dan lubang sangat kecil (energi ikat eksiton sangat rendah). Oleh karena itu, celah pita optik dan celah pita elektronik pada dasarnya identik, sehingga pembedaan di antara keduanya sering diabaikan. Namun, pada beberapa sistem, termasuk [[semikonduktor]] organik dan [[Tabung nano karbon|tabung nano karbon berdinding tunggal]], perbedaan ini dapat menjadi signifikan.

== Referensi ==

== Pranala luar ==
* [https://web.archive.org/web/20080515210419/http://www.ee.byu.edu/cleanroom/EW_ternary.phtml Direct Band Gap Energy Calculator]
*

== Sumber dan atribusi ==

Konten artikel ini diadaptasi dari [https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Celah+pita&oldid=29464554 Wikipedia bahasa Indonesia], revisi 29464554 (2026-07-16T07:44:40Z), yang tersedia berdasarkan lisensi Creative Commons Atribusi-BerbagiSerupa (CC BY-SA). Mohon gunakan konten ini secara bijak serta sesuai dengan ketentuan lisensi yang berlaku.

Celah pita - Riwayat revisi

Maintenance script: Presentation V4: sitasi, referensi, Math, Wikimedia Commons, dan atribusi

Maintenance script: Impor teks terkontrol dari Wikipedia bahasa Indonesia; revisi 29464554; atribusi sumber disertakan.