Mengukur energi celah pita material fotokatalis atau semikonduktor

Kisah kali ini, Alchemy Notes akan memberikan cerita sederhana mengenai teknik atau metode yang dapat digunakan dalam menentukan karakter energi celah pita suatu material fotokatalis atau semikonduktor.

Seperti yang telah kami sampaikan pada cerita yang lalu, jika karakter energi celah pita suatu material fotokatalis adalah sesuatu yang khas. Khas disini berarti satu dengan lainnya akan berbeda. Perbedaan ini sangat erat kaitannya dengan lebar dari CBM dan VBM-nya. 

Jika lebar dan sempitnya kedua karakter pita tersebut sangat berpengaruh kepada sifat kimiawi dari suatu material semikonduktor, lalu bagaimana kita menentukan lebar celah pita tersebut?

Penentuan lebar enegi celah pita dapat dilakukan dengan analisis menggunakan Specular Reflectance (SR) UV-Vis dan Diffuse Reflectance Spectroscopy (DRS) UV-Vis. Kedua analisis ini masing-masing akan memberikan data berupa %R (persentase reflektansi) dan absorbansi. Nilai %R menunjukkan persentase sinar dari rentang UV hingga cahaya tampak yang tidak diserap oleh material yang dianalisis. Data-data ini kemudian dapat diolah sedemikian rupa melalui persamaan Kubelka-Munk dan plot Tauc. Kubelka-Munk akan memformulasikan energi celah pita berdasarkan data input berupa %R, sedangkan metode plot Tauc menggunakan data absorbansi.

Berdasarkan pengalaman, metode plot Tauc dinilai lebih mudah dibandingkan dengan Kubelka-Munk yang harus menurunkan nilai %R menjadi R.

Jadi, dari sini kita bisa simpulkan bahwa dalam penentuan energi celah pita suatu material fotokatalis dapat dilakukan dengan mengkarakterisasi material tersebut dengan SR UV-Vis atau DRS UV-Vis. Data masing-masing yang dihasilkan sedemikian rupa dapat diolah melalui persamaan Kubelka-Munk dan plot Tauc.