EFEK FEK FOTOVOLTAIK DA PIROELEKTRIK Ba0,25Sr0,75TiO3 (BST) YA G DIDADAH IOBIUM (B ST) ME GGU AKA METODE CHEMICAL SOLUTIO DEPOSITIO
Agung Seno Hertanto
DEPARTEME FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DA ILMU PE GETAHUA ALAM I STITUT PERTA IA BOGOR 2008
Agung Seno Hertanto. EFEK FOTOVOLTAIK DA PIROELEKTRIK Ba0,25Sr0,75TiO3 (BST) YA G DIDADAH IOBIUM (B ST) ME GGU AKA METODE CHEMICHAL SOLUTIO DEPOSITIO . Dibimbing oleh Dr. Irzaman dan Dr. Akhiruddin Maddu.
Abstrak Telah dilakukan penumbuhan film tipis Ba0,5Sr0,5TiO3 (BST) dengan pendadah Niobium (Nb2O5) di atas substrat Si (100) tipe-p. Metode yang digunakan adalah metode chemical solution deposition (CSD) dengan teknik spin coating pada kecepatan putar 3000 rpm dalam waktu 30 detik. Pelapisan dilakukan hanya satu lapisan untuk setiap substrat. Dibuat film tipis BNST dengan konsentrasi 0,5 M dan annealing pada suhu 8500C, 9000C dan 9500C. Hasil penelitian menunjukkan bahwa, efek fotovoltaik film tipis BST dan BNST mengalami kenaikan ketika suhu annealing bertambah. Pada uji piroelektrik, nilai koefisien piroelektrik menurun ketika suhu annealing dinaikkan dan lebih rendah lagi ketika diberikan pendadah niobium. Pada penentuan konstanta dielektrik menunjukkan adanya penurunan ketika suhu annealing dinaikkan, begitu pula dengan penambahan pendadah niobium yang membuat nilai konstanta dielektrik semakin menurun. Hasil SEM dengan perbesaran 20.000 kali dari film tipis BNST menunjukkan adanya kehomogenan pada morfologi permukaannya. Selain morfologi, juga didapat nilai ketebalan film tipis BNST yaitu sebesar 0,432 µm. Hasil EDS menunjukkan bahwa komposisi penyusun pada BNST tidak sepenuhnya sesuai dengan stokiometri yang dipakai pada saat pembuatannya. Kata Kunci : BST, CSD, niobium, annealing, SEM, EDS
EFEK FOTOVOLTAIK DA PIROELEKTRIK Ba0,25Sr0,75TiO3 (BST) YA G DIDADAH IOBIUM (B ST) ME GGU AKA METODE CHEMICAL SOLUTIO DEPOSITIO
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains Pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor
Oleh: Agung Seno Hertanto G74104049
DEPARTEME FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DA ILMU PE GETAHUA ALAM I STITUT PERTA IA BOGOR 2008
Judul
Nama NRP
: Efek Fotovoltaik dan Piroelektrik Ba0,25Sr0,75TiO3 (BST) yang didadah Niobium (BNST) Menggunakan Metode Chemical Solution Deposition : Agung Seno Hertanto : G74104049
Menyetujui
Pembimbing 1
Pembimbing 2
Dr. Irzaman NIP. 132 133 395
Dr. Akhiruddin Maddu NIP. 132 206 239
Mengetahui : Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor
Dr. Drh. Hasim, DEA NIP. 131 578806
Tanggal Lulus :
PRAKATA Segala puji dan syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan karuniaNya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan pembuatan skripsi dengan judul Efek Fotovoltaik dan Piroelektrik Ba0,25Sr0,75TiO3 (BST) yang didadah iobium (B ST) Menggunakan Metode Chemical Solution Deposition disusun untuk memenuhi salah satu syarat dalam menyelesaikan Jenjang Strata Satu (S-1) pada Program Studi Fisika. Dalam proses pembuatan skripsi ini terdapat banyak pihak yang membantu, baik secara langsung maupun tidak langsung. Untuk itu pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya, kepada :
1.
Orang tuaku tercinta yang telah memberikan dukungan, baik moril maupun materil.
2.
Dr. Irzaman selaku pembimbing I yang telah memberikan ide, nasehat dan motivasi sehingga penelitian ini dapat terlaksana.
3.
Dr. Akhiruddin Maddu selaku pembimbing II yang senantiasa memberi pengarahan terbaik.
4.
Ibu Mersi Kurniati, M.Si dan Bapak Faozan, M.Si selaku ketua sidang dan dosen penguji.
5.
Seluruh dosen Departemen Fisika IPB yang telah memberikan ilmu yang bermanfaat.
6.
Keluarga besar Fisika 41, klien-klien yang setia dan teman-teman seperjuangan.
Penulis menyadari bahwa dalam pembuatan skripsi ini masih banyak terdapat kekurangan dan kelemahannya, oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran untuk penyempurnaan dimasa yang akan datang. Akhirnya penulis berharap semoga apa yang tertulis dalam skripsi ini dapat menjadi suatu sumbangsih pikiran dan juga menambah wawasan bagi penulis khususnya dan bagi pembaca pada umumnya.
Bogor, September 2008
Penulis
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 9 Desember 1983 dari pasangan Bapak Wasino dan Ibu Sumarti. Penulis merupakan putra pertama dari empat bersaudara. Penulis menempuh pendidikan di TK Perintis Jakarta (1988 – 1989), SDN 17 Pagi Jakarta (1989 - 1995), SLTPN 117 Jakarta (1995 – 1998), SMKN 26 Jakarta (1998 – 2002), Sekolah Tinggi Ilmu Komputer Cipta Karya Informatika (2002-2007) 2007) dan tahun 2004 penulis masuk ke Departemen Fisika Institut Pertanian Bogor melalui jalur SPMB. Selama mengikuti perkuliahan, penulis pernah aktif sebagai Ketua Departemen Syiar SERUM-G, G, Ketua Departemen Sains SERUM-G, S Staf Ahli Departemen Infokom BEM FMIPA IPB, Ketua ROHIS Kelas, Ketua Departemen Instrumentasi dan Teknologi HIMAFI, Ketua HIMAFI (Himpunan Mahasiswa Fisika IPB) periode 2006 - 2007. Selain itu, penulis pernah menjadi asisten praktikum Eksperimen Fisika sika I dan Eksperimen Fisika II, Penulis juga aktif mengajar mata pelajaran Komputer di SDIT UMMUL QURO BOGOR.
DAFTAR ISI Halaman LEMBAR PENGESAHAN...................................................................................................... i PRAKATA ............................................................................................................................... ii RIWAYAT HIDUP .................................................................................................................. iii DAFTAR ISI ............................................................................................................................ iv DAFTAR TABEL .................................................................................................................... v DAFTAR GAMBAR ............................................................................................................... vi DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................................................ vii PENDAHULUAN.................................................................................................................... 1 Latar Belakang .............................................................................................................. 1 Tujuan Penelitian ........................................................................................................... 1 TINJAUAN PUSTAKA........................................................................................................... Barium Stronsium Titanat (Ba0.5Sr0.5TiO3).................................................................... Silikon ........................................................................................................................... Bahan Pendadah ............................................................................................................ Niobium Pentaoksida (Nb2O5)....................................................................................... Metode Chemical Solution Deposition (CSD)............................................................... Efek Fotovoltaik ............................................................................................................ Konstanta Dielektrik...................................................................................................... SEM (Scanning Electron Microscope) dan EDS (Electron Dispersion Spectroscopy) .
1 1 1 2 2 2 3 3 4
BAHAN DAN METODE ........................................................................................................ Tempat dan Waktu Penelitian........................................................................................ Alat dan Bahan .............................................................................................................. Metode Penelitian .......................................................................................................... Persiapan Substrat Si (100) Tipe-p ..................................................................... Pembuatan Larutan BST dan BNST ................................................................... Proses Pendeposisian BST dan BNST ................................................................ Proses Annealing ................................................................................................ Pembuatan Sel Fotovoltaik ................................................................................. Karakterisasi .................................................................................................................. Karakterisasi Fotovoltaik .................................................................................... Karakterisasi Konstanta Dielektrik ..................................................................... Karakterisasi Piroelektrik ...................................................................................
4 4 4 4 4 4 4 5 5 5 5 6 6
HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................................................ Hasil Karakterisasi SEM dan EDS ................................................................................ SEM .................................................................................................................... EDS..................................................................................................................... Hasil Karakterisasi Efek Fotovoltaik............................................................................. Hasil Karakterisasi Piroelektrik ..................................................................................... Hasil Karakterisasi Konstanta Dielektrik ......................................................................
7 7 7 7 8 8 10
KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................................................ 10 Kesimpulan ................................................................................................................... 10 Saran.............................................................................................................................. 11 DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................................. 11
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 4.1. Data komposisi penyusun film BST ............................................................................ 7 Tabel 4.2. Arus fotovoltaik film tipis BST dan BNST pada tiga variasi intensitas sumber ......... 8 Tabel 4.3. Hasil keseluruhan koefisien piroelektrik pada film tipis BST dan BNST ................... 10 Tabel 4.4. Hasil keseluruhan konstanta dielektrik pada film tipis BST dan BNST...................... 10
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1. Gambar 2.2. Gambar 2.3. Gambar 2.4. Gambar 3.1. Gambar 3.2. Gambar 3.3. Gambar 3.4. Gambar 3.5.
Ilustrasi dari tingkat donor dan akseptor ............................................................... 2 Simple Variable Spin Coater ................................................................................. 2 Sel fotovoltaik ....................................................................................................... 3 Sinyal hasil interaksi berkas elektron dengan spesimen ........................................ 4 Proses annealing.................................................................................................... 5 Struktur dan konfigurasi pengukuran sel fotovoltaik ............................................ 5 Rangkaian pengukuran fotovoltaik ........................................................................ 6 Rangkaian penentuan konstanta dielektrik film tipis ............................................. 6 Rangkaian current to voltage converter ................................................................ 6
Gambar 4.1. Morfologi permukaan film tipis BST diatas substrat Si (100) tipe-p dengan temperatur annealing 9000C dan perbesaran 20.000 kali ...................................... 7 Gambar 4.2. Penampang melintang film tipis BST diatas substrat Si (100) tipe-p dengan temperatur annealing 9000C dan perbesaran 20.000 kali ...................................... 7 Gambar 4.3. Grafik komponen penyusunan BST hasil karakterisasi EDS ............................ ... 7 Gambar 4.4. Diagram hasil pengukuran arus sel fotovoltaik pada tiga variasi intensitas .......... 8 Gambar 4.5. Grafik hasil uji piroelektrik film tipis BST dengan suhu annealing 8500C ........... 9 Gambar 4.6. Grafik hasil uji piroelektrik film tipis BNST dengan suhu annealing 8500C ........ 9 Gambar 4.7. Grafik hasil uji piroelektrik film tipis BST dengan suhu annealing 9000C ........... 9 Gambar 4.8. Grafik hasil uji piroelektrik film tipis BNST dengan suhu annealing 9000C ........ 9 Gambar 4.9. Grafik hasil uji piroelektrik film tipis BST dengan suhu annealing 9500C ........... 9 Gambar 4.10. Grafik hasil uji piroelektrik film tipis BNST dengan suhu annealing 9500C ........ 9 Gambar 4.11. Diagram perbandingan nilai koefisien piroelektrik ............................................... 9 Gambar 4.12. Kurva perbandingan konstanta dielektrik pada tiga variasi suhu anealing ........... 10
DAFTAR LAMPIRA Lampiran 1. Diagram alir penelitian ............................................................................................ 13
PE DAHULUA Latar Belakang Sejak tahun 1989, film tipis ferroelektrik telah mendapat perhatian khusus dalam aplikasi elektronik. Hal yang menarik adalah dapat digunakan untuk FRAM (Ferroelectric Random Access Memory). Film tipis BaxSr1banyak digunakan sebagai xTiO3 (BST) FRAM karena memiliki konstanta dielektrik dan kapasitas penyimpanan muatan yang tinggi Aplikasi elektronik yang paling utama dari film tipis ferroelektrik adalah : 1. !on-volatile memori yang menggunakan kemampuan polarisasi yang tinggi 2. Kapasitor film tipis yang menggunakan sifat dielektrik 3. Sensor piroelektrik yang menggunakan perubahan konstanta dielektrik karena pengaruh suhu 4. Aktuator piezoelektrik yang menggunakan efek piezoelektrik yaitu timbulnya polarisasi akibat perubahan tekanan1. Film tipis BaxSr1-xTiO3 dapat dibuat dengan metode chemical solution deposition (CSD). Keunggulan dari metode ini adalah dapat mengontrol stokiometri film dengan kualitas yang baik, prosedur yang mudah dan membutuhkan biaya yang relatif murah. Spin coater yang digunakan memakai kecepatan putar 3000 rpm dan waktu putar selama 30 detik2. Pada penelitian ini akan dilakukan pembuatan film tipis Ba0,25Sr0,75TiO3 (BST) dan Ba0,25Sr0,75TiO3 yang didadah dengan Niobium Penta Oksida (Nb2O5) 5% (BNST) dengan metode CSD (chemical solution deposition) yang kemudian akan dilakukan karakterisasi yaitu, uji efek fotovoltaik, penentuan konstanta dielektrik dan pengujian lainnya. Tujuan Penelitian 1. Melakukan penumbuhan film tipis dari bahan Ba0,25Sr0,75TiO3 baik murni maupun yang didadah Niobium diatas substrat Si (100) tipe-p dengan metode chemical solution deposition (CSD). 2. Mempelajari sifat fotovoltaik dari film tipis. 3. Menguji sifat piroelektrik film tipis. 4. Menentukan konstanta dielektrik film tipis.
5. Mengamati morfologi bahan dan menentukan ketebalan film tipis serta mengetahui unsur-unsur kimia penyusun film tipis.
TI JAUA PUSTAKA Barium Stronsium Titanat (Ba0.5Sr0.5TiO3) Barium Stronsium Titanat atau yang biasa disebut dengan BST banyak digunakan sebagai FRAM karena memiliki konstanta dielektrik yang tinggi dan kapasitas penyimpanan muatan yang tinggi3. Karakteristik BST dapat diaplikasikan dalam berbagai macam piranti seperti; konstanta dielektrik yang tinggi membuat BST dapat digunakan sebagai DRAMs (Dynamic Access Random Memories)4 dan juga dapat diaplikasikan dalam pembuatan multi-layer capasitor (MLC)5, selain itu BST juga memiliki kapasitas penyimpanan muatan yang tinggi (high charge storage capacity), kebocoran arus yang rendah (low leakage current) dan memiliki kekuatan breakdown yang tinggi pada temperatur curie yang dapat diaplikasikan sebagai NVRAM (!on-Volatile Random Access memories) dan FRAM (Ferroelectric Random Access Memories)6. Selain itu, BST dipilih karena pembuatannya dapat dilakukan di laboratorium dengan peralatan sederhana. Berikut Persamaan reaksi BST yang digunakan pada penelitian ini : 0.25Ba(CH3COO)2 + 0.75Sr(CH3COO)2 + Ti(C12H28O4) + 22O2 Ba0.25Sr0.75TiO3 + 16CO2 + 17H2O Silikon Silikon kristal murni adalah material rapuh berwarna abu-abu metalik. Dengan modulus Young sebesar 190 GPa untuk <111>, 170 GPa untuk <110> dan 130 GPa untuk <100>. Silikon memiliki koefisien ekspansi termal yang rendah dan konduktivitas termal yang tinggi, meleleh pada 1.413oC (1.686 K). Berat atom silikon adalah 4,6638 x10-23 g/mol, densitasnya 2,328 gcm-3. Silikon memiliki struktur kristal yang sama dengan intan (fcc) dengan konstanta kisi 0,543095 nm7. Struktur atom kristal silikon terdiri dari satu inti atom yang masing-masing memiliki 4 elektron valensi. Ikatan inti atom yang stabil adalah jika dikelilingi oleh 8 buah elektron (oktaf), sehingga 4 buah elektron atom kristal tersebut membentuk ikatan kovalen dengan ion-ion atom tetangganya.
hole atau secara singkat membuat film fi tipis cenderung bertipe-p10. iobium ( b2O5) Bahan pendadah yang digunakan dalam penelitian ini adalah Niobium penta oksida (Nb2O5). Gambar 2.1 Ilustrasi dari tingkat donor dan akseptor. Bahan Pendadah Pendadah adalah bahan ahan yang digunakan untuk menambah jumlah elektron atau hole pada semikonduktor.. Penambahan bahan pendadah dapat menyebabkan perubahan parameter kisi, konstanta dielektrik, sifat elektrokimia, sifat elektro optik dan sifat piroelektrik roelektrik dari keramik ddan film tipis. Untuk menaikkan konsentrasi elektron atau hole,, diperlukan impuritas dalam kristal semikonduktor. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.1, dopan-dopan dopan tersebut memiliki energi sedikit lebih besar diatas pita valensi (akseptor) atau sedikit lebih rendah dibawah pita konduksi (donor). Akseptor menerima penambahan elektron dari pita valensi dan termuati ion-ion ion negatif, sehingga membentuk sebuah hole (doping p). ). Donor melepaskan sebuah elektron kedalam pita konduksi dan termuati ion-ion ion positif (doping n). Konsentrasi pembawa minoritas menjadi jauh lebih kecil dibandingkan konsentrasi pembawa mayoritas8. Bahan pendadah material ferroelektrik dibedakan menjadi dua jenis, yaitu soft dopant dan hard dopant,, ion soft dopant dapat menghasilkan material ferroelektrik menjadi soften,, seperti koefisien elastis lebih tinggi, sifat medan koersif yang lebih rendah, faktor kualitas mekanik yang lebih rendah dan kualitas listrik yang lebih rendah. Soft dopant disebut juga dengan istilah donor dopan karena menyumbang valensi yang berlebih pada struktur kristal BST1, 9. Ion hard dopant dapat menghasilkan material ferroelektrik menjadi lebih hardness, loss dielectric yang rendah, bulk resistivitas lebih rendah, sifat medan koersif lebih tinggi, faktor kualitas mekanik lebih tinggi dan faktor kualitas listrik lebih tinggi. Hard dopant disebut juga dengan istilah acceptor dopant karena menerima valensi yang berlebih di dalam struktur kristal BST1,9. Bahan pendadah jenis hard dopant merupakan bahan pendadah yang dapat menghasilkan film tipis yang pembawa mayoritasnya adalah
Metode Chemical Solution Deposition (CSD) Metode Chemical Solution Deposition (CSD) merupakan cara pembuatan film dengan pendeposisian larutan bahan kimia di atas substrat, yang dipreparasi dengan spin coating pada kecepatan putar tertentu terten biasanya digunakan kecepatan putar 3000 rpm3,12. Spin coating adalah lah cara yang mudah dan efektif dalam pelapisan film tipis diatas substrat datar. Spin Coating merupakan teknik pelapisan bahan dengan cara menyebarkan larutan keatas substrat kemudian diputar dengan kecepatan konstan untuk memperoleh lapisan baru yang homogen. ogen. Spin coating melibatkan akselerasi dari genangan cairan diatas substrat yang berputar. Material pelapis dideposisi di tengah substrat. Ilmu fisika yang melatarbelakanginya melibatkan keseimbangan antara gaya sentrifugal yang diatur oleh kecepatan putar dan viskositas. Beberapa parameter yang terlibat dalam spin coating adalah: a. b. c. d.
Viskositas larutan Kandungan padatan Kecepatan angular Waktu putar
Pada Gambar 2.2 diperlihatkan contoh c dari alat Spin Coating yang digunakan. Proses pembentukan film dipengaruhi oleh dua parameter bebas yaitu kecepatan putar dan viskositas. Rentang ketebalan film yang dihasilkan oleh spin coating adalah 1-200µm.
Gambar 2.2 Simple Variable ariable Spin Coater. Coat
Untuk film yang lebih tebal dibutuhkan material berviskositas tinggi, kecepatan putar yang lebih rendah dan waktu putar yang lebih pendek. Dalam prakteknya, Spin Coating memiliki beberapa kelebihan, yaitu : a. b. c. d.
Ketebalan lapisan dapat diatur Biaya relatif murah Mudah dalam pembuatan Menggunakan ggunakan material dan peralatan yang sederhana
Efek Fotovoltaik Fotovoltaik dikenal sebagai sebuah metode untuk menghasilkan tenaga surya dengan menggunakan sel surya yang terpasang dalam modul fotovoltaik, untuk mengonversi energi dari matahari menjadi arus listrik12. Sel surya adalah piranti yang dapat mengonversi energi dari matahari secara langsung menjadi listrik. Sel surya bergantung pada proses mekanika kuantum yang dikenal dengan efek fotovoltaik. Sel surya juga dikenal sebagai sel fotovoltaik ((photovoltaic cells), ), sebuah kata yang berasal dari bahasa yunani, photo artinya cahaya, dikombinasikan dengan nama fisikawan Italia Alessandro Volta, yang menemukan baterai pertama kalinya14. Contoh bentuk fisik dari sel fotovoltaik ditunjukkan pada Gambar 2.3. Sebuah sel surya terdiri dari dua lapisan semikonduktor, satu tipe tipe-p dan yang lainnya tipe- n,, keduanya diapit untuk membentuk sebuah persambungan pp-n. Bentuk p-n ini menginduksi sebuah medan listrik melewati persambungan. Ketika partikel cahaya (fot (foton) diserap oleh semikonduktor, foton mentransfer energinya kepada beberapa elektron semikonduktor, yang nantinya memungkinkan untuk bergerak melalui bahan. Dalam sebuah sel surya, elektron dan hole di dekat persambungan pp-n menjalar melalui arah yang berlawanan oleh karena adanya medan listrik dan yang lainnya berdifusi ke arah persambungan untuk menggantikan elektron dan hole.. Pemisahan muatan ini menginduksi tegangan melewati piranti. Dengan menghubungkan piranti ke rangka rangkaian luar, elektron mampu untuk mengalir, dan aliran elektron ini yang disebut dengan listrik14.
Gambar 2.3 Sel fotovoltaik13. Konstanta dielektrik Suatu material non-konduktor, konduktor, seperti kaca, kertas atau kayu disebut dielektrik. Ketika suatu dielektrik diletakkan diantara keping-keping keping kapasitor, medan listrik dari kapasitor mempolarisasikan molekul-molekul molekul dielektrik. Hasilnya adalah terdapat suatu muatan terikat pada permukaan dielektrik yang menghasilkan medan listrik yang berlawanan dengan medan listrik luar. Kemampuan material untuk polarisasi dinyatakan sebagai permitivitas (ε), dan permitivitas relatif (κ) adalah rasio antara permitivitas material (ε) dengan permitivitas vakum (ε0). Nilai konstanta dielektrik merupakan gambaran dimana material terial tersebut dapat menyimpan muatan listrik seiring dengan salah satu fungsi kapasitor sebagai penyimpan muatan10. Contoh perhitungan rhitungan konstanta dielektrik ielektrik dapat dilakukan dengan perhitungan sebagai berikut : I = Io e-t/RC
(2.1)
nilai maksimum terjadi pada saat
I0 , e
I=
(2.2) t
− I0 = I 0 e RC e
(2.3)
Sehingga didapat hubungan t = RC, atau
C=
Dari hubungan
t R
C = εε 0
(2.4)
A d
(2.5)
Dimana : ε0 = permitivitas relatif dalam ruang hampa = 8,85 x 10-12 C2/N m2; A = luas kontak aluminium = 2,5 x 10-7 cm2. d = ketebalan film tipis,
sehingga konstanta onstanta dielektrik film tipis :
Cxd ε= Axε 0
BAHA DA METODE (2.6)
Scanning Electron Microscope (SEM) dan Electron Dispersion Spectroscopy (EDS) SEM berfungsi untuk mengamati morfologi bahan, keunggulannya terutama disebabkan oleh beragamnya sinyal yang dihasilkan oleh interaksi antara berkas elektron tron dengan spesimen (Gambar 2. 2.4). Deteksi dan pengolahan terhadap sinyal yang beragam gam itu menghasilkan berbagai tampilan data 15. Kata kunci dari prinsip kerja SEM adalah scanning yang berarti bahwa berkas elektron “menyapu” permukaan spesimen, titik demi titik dengan sapuan membentuk garis demi garis, mirip seperti gerakan mata yang membaca. mbaca. Sinyal elektron sekunder yang dihasilkannya pun adalah dari titik pada permukaan, yang selanjutnya ditangkap oleh Secondary Electron Detector etector dan kemudian diolah dan ditampilkan pada layar CRT (TV). Scanning coil yang mengarahkan berkas elektron bekerja secara sinkron dengan pengarah berkas elektron pada tabung layar TV, sehingga didapatkan gambar permukaan spesimen pada layar TV. Electron Dispersion Spectroscop Spectroscopy (EDS) terintegrasi dengan SEM, merupakan suatu alatt yang berfungsi untuk mengetahui komposisi penyusun dari suatu senyawa sehingga dapat mengetahui kesesuaian dengan stokiometri pembuatannya pembuatannya. Analisis dari energi terhadap cacah, puncak puncak-puncak yang muncul dapat menghasilkan informasi kualitatif dan kuantitatif atif mengenai komposisi penyusun pada sampel16.
Gambar 2.4 Sinyal hasil interaksi berkas elektron dengan spesimen13.
Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Material Departemen Fisika IPB dari bulan juli 2007 hingga bulan Maret 2008. 2008 Alat dan Bahan Alat yang digunakan terdiri atas neraca analitik model BL 6100, spin coater, coater furnace model Vulcan 3-310 dan !orberterm, SEM JEOL model JSM-35C, pemotong p substrat, mortar, gelas ukur pyrek 10 ml, beaker glass, gunting, masker, pinset, double tape, tabung reaksi, kompresor udara, pipet, potensiometer, s watch, resistor 10KΩ dan 1MΩ, spatula, stop multimeter, cawan petri, bread board, sarung tangan karet, tisu. Bahan yang digunakan terdiri dari bubuk Barium Asetat [Ba(CH3COO)2, 99%], bubuk Stronsium Asetat [Sr(CH3COO)2, 99%], Titanium Isopropoksida [Ti(C12O4H28), 99.999%], pelarut 2-Metoksietanol 2 [H3COCH2CH2OH, 99%], Substrat Si (100) tipe-p,, Niobium Penta Oksida (Nb2O5), HF, Alumunium foil. Persiapan Substrat Si (100) Tipe-p Tipe Substrat yang digunakan adalah substrat Si (100) tipe-p.. Substrat berbentuk berbe segi empat dengan ukuran 1 cm x 1 cm. Substrat Si (100) tipe-p dicuci dan dibersihkan dengan cara direndam dalam larutan Asam Florida (HF 5%) sebanyak 2% dari dye water atau aquades yang ditentukan. Pembuatan Larutan BST dan B ST Barium Asetat dan Stronsium Asetat yang telah digerus selama 3 jam, diambil sebanyak 0,3811 gram dan 0,4595 gram untuk dicampur dengan 0,7107 gram Titanium Isopropoksida dan 2,5 ml 2-Metoksietanol Metoksietanol dalam gelas ukur. Tutup rapat-rapat rapat tabung reaksi, kemudian di kocok selama 1 jam agar campuran dapat larut la dengan baik. Setelah larut, saring larutan BST dengan kertas saring. BST siap di deposisi dengan teknik CSD. Pada pembuatan BST ada yang ditambahkan niobium penta oksida (Nb2O5) sebagai ai pendadah sebanyak 5%. 5% Proses Pendeposisian BST dan B ST Substrat Si (100) ditempelkan pada plat pemutar. Larutan BST diteteskan di atas substrat tersebut sebanyak 1 tetes. Alat spin coating diputar dengan laju 3000 rpm selama 30 detik. Setelah itu dilakukan proses annealing selama 15 jam pada variasi suhu 8500C, 9000C dan 9500C.
Proses Annealing
Lapisan alumunium
Lapisan alumunium
Suhu
Bidang kontak
Bidang kontak Si tipe - p
15 jam
Tann 100oC/jam
Film tipis BST atau BSNT
(a) furnace cooling
header
film
To Kenaikan Suhu
Penurunan Waktu Suhu
Si-p
(b)
Gambar 3.1 Proses annealing.
Proses annealing ditunjukkan seperti terlihat pada Gambar 3.1. Proses annealing pada film dilakukan dengan menggunakan furnace model Vulcan 3-310. Proses annealing dilakukan secara bertahap. Pemanasan dimulai dari suhu ruang dimana kenaikan suhu furnace diatur dengan kenaikan suhu 1.67 oC per menit. Setelah itu furnace diatur untuk menahan suhu annealing tersebut selama 15 jam. Selanjutnya dilakukan furnace cooling sampai dicapai kembali suhu ruang. Pembuatan Sel Fotovoltaik Setelah proses annealing, tahap berikutnya adalah pembuatan kontak di atas permukaan substrat silikon dan diatas film tipis BST atau BNST. Pembuatan kontak ini dilakukan di Lab Fisika Material Institut Teknologi Bandung (ITB). Gambar 3.2. merupakan sketsa kontak dan posisinya pada substrat dan film tipis. Proses penumbuhan alumunium dilakukan dengan metode evaporasi pada tekanan 10-3 barr. Proses penumbuhan alumunium ini bertujuan untuk mempermudah karakterisasi yang dilakukan pada kabel penghubung dengan multimeter. Kabel penghubung dibuat antara masing-masing kontak dengan intreger (header) sehingga dapat mempermudah pengukuran arus dan tegangan17.
Gambar 3.2 Struktur dan konfigurasi pengukuran sel fotovoltaik. (a).Tampak samping. (b).Tampak atas Karakterisasi Karakterisasi Fotovoltaik Karakterisasi Fotovoltaik ini bertujuan untuk menentukan hubungan antara besaran suhu annealing dan konsentrasi pendadah dengan tegangan dan arus yang dihasilkan oleh sel fotovoltaik. Karakterisasi ini menggunakan rankaian yang ditunjukkan pada Gambar 3.3. Hasil atau keluaran dari pengujian ini merupakan tegangan yang dianggap sebagai tegangan keluaran film tipis. Hubungan arus dan tegangan yang dihasilkan oleh film tipis dapat dihitung dengan menggunakan hukum Ohm yang dituliskan dalam persamaan : V = I.R (3.1) Dimana R yang digunakan adalah 1MΩ, sehingga Vout = ITF.1MΩ
(3.2)
Arus yang dihasilkan :
ITF =
Vout 1Mohm
(3.3)
dimana Vout merupakan hasil keluaran yang terbaca dari rangkaian yang ditunjukkan pada Gambar 3.3 dan ITF merupakan arus yang dihasilkan oleh film tipis yang dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 3.310.
dq dI dt J= = A A
(3.4)
dimana J adalah rapat apat arus film tipis. Persamaan (3.4) dikalikan kalikan dengan momen dipol (p) sehingga didapat:
dq dqxl l dt x = dt = dP A l V dt
Gambar 3.3 Rangkaian pengukuran fotovoltaik. Karakterisasi Konstanta Dielektrik Pada karakterisasi ini, rangkaian yang digunakan adalah rangkaian aian pada Gambar 3.4. Dari rangkaian pengukuran ini ditentukan nilai kapasitansi (C) film. Sedangkan untuk penentuan besar konstanta dielektriknya dapat menggunakan persamaan 2.6. Karakterisasi Piroelektrik Karakterisasi ini bertujuan untuk mengetahui hubungan arus yang dihasilkan dari suatu film tipis dengan panas yang divariasikan melalui suatu rangkaian OPAMP seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.5. Sensor yang digunakan merupakan sensor suhu dari sumber kalor berupa mesin furnace dengan kenaikan suhu dari suhu ruang sampai suhu 160oC. Keluaran dari rangkaian op op-amp adalah berupa tegangan yang nantinya akan dikonversi menjadi nilai arus melalui perhitungan itungan dari hubungan arus dan tegangan, kemudian dibuat kurva rapat arus terhadap kenaikan suhu per satuan waktu dalam suatu analisis regresi linier dimana koefisien arah regresi merupakan nilai dari koefisien piroelektrik.
(3.5)
dimana P adalah polarisasi dan l adalah ketebalan sampel.
dimana
dP dP dT = x dt dT dt
(3.6)
dI dP dT = x A dT dt
(3.7)
dP adalah koefisien piroelektrik. dT
Keterangan :
dT = 1oC/s 2. dt
Panas
Gambar 3.4 Rangkaian penentuan konstanta dielektrik film tipis18. Untuk perhitungan koefisien piroelektriknya diturunkan berikut ini. Rapat arus sampel dengan luas penampang A diberikan oleh :
Gambar 3.5 Rangkaian current to voltage Converter19.
HASIL DA PEMBAHASA
EDS
Hasil Karakterisasi SEM dan EDS SEM Seperti yang telah disebutkan pada tinjauan pustaka bahwasa metode SEM dapat digunakan untuk memberikan gambaran permukaan sampel secara le lebih rinci dan tiga dimensi. Metode ini jug juga dapat digunakan untuk mengetahui ketebalan film tipis yang telah ditumbuhkan. Pada Gambar 4.1 ditunjukkan hasil SEM dari film tipis BST dengan suhu annealing 900oC dan perbesaran 20.000 kali. Sedangkan pada Gambar 4.2 ditunjukkan penampang melintang film tipis BST yang merepresentasikan ketebalan film tipis tersebut. Adapun ketebalan yang didapat adalah sebesar 0,432 µm. m. Variasi ketebalan film tipis diakibatkan ole oleh teknik pendeposisian yang digunakan20.
Gambar 4.1 Morfologi orfologi permukaan film tipis BST ST diatas substrat Si Si-p dengan temperatur annealing 900oC dan perbesaran 20.000 kali.
Ketebalan an film tipis
432 nm
Gambar 4.2 Penampang melintang film tipis BST diatas substrat Si Si-p dengan temperatur annealing 900oC dan perbesaran 20.000 kali.
Gambar 4.3 Grafik komponen penyusun BST hasil karakterisasi EDS.
Tabel 4.1 Data komposisi omposisi penyusun film BST. Element
keV
Mass %
Error %
At %
O Si Ti Sr Ba Nb Total
0,525 1,739 4,508 4,464 2,166
9,61 81,07 3,29 3,59 2,44 100
3,62 0,99 3,34 8,21 6,47
16,64 80,00 1,91 0,72 0,73 100
Hasil dari karakterisasi asi EDS adalah berupa komposisi penyusun film BST seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.3. 4.3 Data komposisi nilai hasil karakterisasi EDS ditunjukkan pada Tabel 4.1. Dimana presentase komponen penyusun film tipis BST terdiri dari Oksigen (O2) = 9,61%, Silikon (Si) = 81,07%, Titanium (Ti) = 3,29%, Niobium (Nb) = 2,44% dan Barium (Ba) = 3,59%. Dari presentase tersebut nampak bahwa presentase terbesar penyusun film BST ada pada silikon (Si), karena silikon digunakan sebagai substratnya. Pada gambar tidak nampak pak besaran nilai dari unsur stronsium (Sr). Hal ini bisa diakibatkan oleh sifat stronsium yang mudah menguap, selain sel itu juga ditambah dengan penguapan yang terjadi pada proses annealing maupun proses pemanasan lainnya. Penguapan pada proses annealing ini mengakibatkan konsentrasi dari masing-masing masing unsur mengalami pengurangan, sehingga wajar jika terdapat perbedaan antara hasil perhitungan stokiometri dengan hasil yang ditunjukkan pada karakterisasi EDS.
Hasil Karakterisasi Efek Fotovoltaik Pada Tabel 4.2 dan Gambar 4.4 diperlihatkan nilai-nilai hasil dari pengujian efek fotovoltaik. Pada gambar dan tabel tersebut nampak bahwa, arus maksimum film BST terjadi pada suhu annealing 850oC dengan pendadah niobium pada intensitas 100W. Secara rata-rata seiring dengan kenaikan suhu annealing, nilai arus film tipis menunjukkan adanya penurunan. Penurunan nilai arus ini diakibatkan oleh penguapan pada proses annealing yang semakin tinggi mengakibatkan konsentrasi unsur yang ditanam pada film tipis akan berkurang. Berdasarkan pada Tabel 4.2 dan Gambar 4.5, nampak bahwa penambahan pendadah niobium menaikkan arus keluaran dari sel fotovoltaik. Selain pengaruh suhu annealing dan penambahan pendadah, intensitas cahaya sumber yang digunakan juga berpengaruh. Yaitu dengan adanya peningkatan nilai arus ketika nilai intensitas sumber yang diberikan diperbesar nilainya. Ketika film tipis belum disinari, dimana intensitasnya adalah 0 watt/m2, arus keluaran fotovoltaik sama dengan nol, artinya tidak ada interaksi elektron yang menghasilkan arus. Ketika intensitas yang diberikan menjadi 25 watt/m2, timbul arus keluaran dan ketika intensitas dinaikkan menjadi 100 watt/m2, arus yang dihasilkan sel fotovoltaik meningkat. Hal ini dapat dikaitkan dengan teori efek fotolistrik. Semakin tinggi intensitas dari suatu sumber, energinya akan semakin besar sehingga semakin besar tambahan energi elektronnya, akibatnya arus yang dihasilkan semakin besar.
Arus (µA)
0,6
0%;850 5%;850
0,4
0%;900
0,2
5%;900 0%;950
0 0
25
100
5%;950
Intensitas (Watt/m2)
Gambar 4.4 Diagram hasil pengukuran arus sel fotovoltaik pada tiga variasi intensitas (0W, 25W,100W).
Tabel 4.2 Arus fotovoltaik film tipis BST dan BNST pada tiga variasi intensitas sumber. Konsentrasi Pendadah ( b2O5) 0%
Suhu Annealing (oC)
Intensitas Sumber (Watt/m2)
Arus (mA)
850
0
0
0%
900
0
0
0%
950
0
0
5%
850
0
0
5%
900
0
0
5%
950
0
0
0%
850
25
2,70E-9
0%
900
25
3,00E-10
0%
950
25
7E-10
5%
850
25
3,90E-9
5%
900
25
2,00E-9
5% 0%
950 850
25 100
2,89E-8 3,90E-2
0%
900
100
2,00E-2
0%
950
100
2,89E-1
5%
850
100
5,51E-1
5%
900
100
6,40E-2
5%
950
100
4,54E-1
Hasil Karakterisasi Piroelektrik Pada karakterisasi ini, analisis yang dilakukan berupa hubungan antara konsentrasi bahan pendadah dan suhu annealing yang digunakan dengan koefisien piroelektrik dari film tipis BST dan BNST. Hasil plot antara rapat arus dengan kenaikan suhu per satuan waktu pada film tipis BST dan BNST ditunjukkan pada Gambar 4.5 sampai dengan Gambar 4.10. Dari gambar tersebut tampak bahwa nilai arus menurun dengan adanya kenaikan suhu. Ini bertentangan dengan teori dimana pada suhu ruang, bahan semikonduktor menunjukkan adanya kekonduksian arus. Semakin tinggi suhu yang diberikan, semakin tinggi pula arus yang dihasilkan21. Mekanisme kenaikan arus ini merupakan hasil dari interaksi muatan ketika suatu material semikonduktor diberi tambahan energi berupa energi kalor21,23. Kenaikan energi kalor tersebut mempermudah elektron untuk berpindah dari pita valensi menuju pita konduksi yang berarti akan menaikkan arus keluaran. Pembawa mayoritas berupa elektron jumlahnya akan meningkat seiring dengan adanya kenaikan suhu24. Selain hubungan antara rapat arus dengan kenaikan suhu, juga dapat dianalisa hubungan koefisien piroelektrik dengan kenaikan suhu annealing.
Hubungan tersebut dapat dilihat pada Gambar 4.11 dan Tabel 4.3. Nilai koefisien piroelektrik semakin menurun seiring dengan naiknya suhu annealing. Koefisien piroelektrik juga semakin menurun ketika diberi pendadah niobium.
0,06
0,05
y = 0,0043x R2 = 0,9714
di/A
0,04
0,03
0,02
0,01
0 0
2
4
6
0,045
10
12
14
Gambar 4.8 Grafik hasil uji piroelektrik film tipis BNST dengan suhu annealing 900oC.
y = 0,0098x 2 R = 0,7657
0,04 0,035 0,03 di/A
8 dT/dt
0,025 0,02 0,015 0,01 0,005 0 0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
di/A
dT/dt
Gambar 4.5 Grafik hasil uji piroelektrik film tipis BST dengan suhu annealing 850oC.
0,008 0,007 0,006 0,005 0,004 0,003 0,002 0,001 0
y = 0,0008x 2
R = 0,7851
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
dT/dt
Gambar 4.9 Grafik hasil uji piroelektrik film tipis BST dengan suhu annealing 950oC.
0 ,1 2 0,1
y = 0 ,0 05 4 x 2 R = 0,53 1 3
d i/A
0 ,0 8 0,025
0 ,0 6
y = 0,002x 2
R = 0,9371
0 ,0 4
0,02
0 ,0 2 di/A
0,015
0 0
2
4
6
8
10
12
0,01
d T/d t 0,005
Gambar 4.6 Grafik hasil uji piroelektrik film tipis BNST dengan suhu annealing 850oC.
0 0
4
6
8
10
12
dT/dt
Gambar 4.10 Grafik hasil uji piroelektrik film tipis BNST dengan suhu annealing 950oC.
0,14 0,12 y = 0,0076x 2 R = 0,6248
0,1
2
di/A
0,08
0,04 0,02 0 0
2
4
6
8
10
12
dT/dt
Gambar 4.7 Grafik hasil uji piroelektrik film tipis BST dengan suhu annealing 900oC.
Koefisien Piroelektrik (C/m2oC)
0,06
0,01 0,008
0%
0,006 5% 0,004 0,002 0 850
900 950 Suhu Annealing (oC)
Gambar 4.11 Diagram perbandingan nilai koefisien piroelektrik.
Tabel 4.3 Hasil keseluruhan koefisien piroelektrik pada film tipis BST dan BNST. Konsentrasi Suhu Koefisien Pendadah Annealing piroelektrik ( b2O5) (oC) (C/m2 oC) 0% 850 0,009 0% 900 0,007 0% 950 0,003 5% 850 0,006 5% 900 0,004 5% 950 0,001
Tabel 4.4 Hasil Keseluruhan konstanta dielektrik film tipis BST dan BNST. Konsentrasi Pendadah ( b2O5)
Suhu Anneling (oC)
Konstanta dielektrik
0% 0% 0% 5% 5% 5%
850 900 950 850 900 950
5,85 4,88 3.66 4,27 3,66 2,44
Konstanta Dielektrik
7 6 5 4 3 2 1 0
0%
Pada Gambar 4.12 dan Tabel 4.4 diperlihatkan hasil dari perhitungan konstanta dielektrik. Pada gambar tersebut nampak adanya dua faktor penting yang mempengaruhi besarnya nilai konstanta dielektrik. Yaitu faktor suhu annealing dan faktor bahan pendadah niobium. Pengaruh suhu annealing terhadap konstanta dielektrik dapat dilihat pada Gambar 4.12, dimana nilai maksimum konstanta dielektrik terjadi pada film BST suhu 850oC dan minimum konstanta dielektrik terjadi pada film BNST suhu 950oC. Seiring dengan kenaikan suhu annealing pada film tipis, akan menurunkan nilai konstanta dielektriknya. Hal ini dapat disebabkan oleh berkurangnya konsentrasi zat karena penguapan yang terjadi semakin besar seiring dengan meningkatnya suhu annealing. Pengaruh bahan pendadah niobium terhadap nilai konstanta dielektrik dapat dilihat juga pada Gambar 4.12. Dari gambar tersebut, penambahan pendadah niobium membuat konstanta dielektrik semakin menurun, hal ini disebabkan oleh adanya penurunan konsentrasi elektron yang diakibatkan oleh adanya proses rekombinasi elektron-hole, sehingga menurunkan arus konduksi yang membuat waktu pengisian muatan semakin kecil akibatnya kemampuan polarisasi menjadi berkurang yang mengakibatkan konstanta dielektriknya menjadi turun22.
5%
KESIMPULA DA SARA
850
900
950
Suhu Annealing (0C)
Gambar 4.12 Diagram perbandingan konstanta dielektrik pada tiga variasi suhu annealing.
Hasil Karakerisasi Konstanta Dielektrik Nilai konstanta dielektrik merupakan gambaran dimana material tersebut dapat menyimpan muatan listrik seiring dengan salah satu fungsi kapasitor sebagai penyimpan muatan. Penentuan konstanta dielektrik film tipis BST dan BNST dapat dilakukan dengan menggunakan rangkaian pada Gambar 3.4 dan perumusan yang tertera pada persamaan 2.1 sampai dengan 2.5.
Kesimpulan Penumbuhan film tipis Ba0,25Sr0,75TiO3 (BST) dengan pendadah Niobium (Nb2O5) (BNST) di atas substrat Si(100) telah berhasil dilakukan. Metode yang digunakan adalah metode chemichal solution deposition (CSD) dengan teknik spin coating pada kecepatan putar 3000 rpm dalam waktu 30 detik. Dari eksperimen yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa, efek fotovoltaik film tipis BST dan BNST mengalami kenaikan ketika suhu annealing bertambah. Pada uji piroelektrik, nilai koefisien piroelektrik menurun ketika suhu annealing dinaikkan dan lebih rendah lagi ketika diberikan pendadah niobium. Pada penentuan konstanta dielektrik menunjukkan adanya penurunan ketika suhu annealing dinaikkan, begitu pula dengan penambahan pendadah niobium yang membuat nilai konstanta dielektrik semakin menurun.
Hasil SEM dengan perbesaran 20.000 kali dari film tipis BNST menunjukkan adanya kehomogenan pada morfologi permukaannya. Selain morfologi, juga didapat nilai ketebalan film tipis BNST yaitu sebesar 0,432 µm. Hasil EDS menunjukkan bahwa komposisi penyusun pada BNST tidak sepenuhnya sesuai dengan stokiometri yang dipakai pada saat pembuatannya. Saran Pada penelitian selanjutnya, perlu juga dicari pengaruh termal terhadap sifat sel fotovoltaik dalam keadaan yang berbeda, sehingga akan dapat dilihat pengaruh termal dan foton terhadap bahan ferroelektrik tesebut. Perlunya perhatian khusus dalam pemasangan indium pada kontak, agar dapat mempermudah proses pengukuran atau pengambilan data, karena diharapkan dengan pemasangan indium yang baik maka akan diperoleh nilai keluaran yang lebih stabil. Proses annealing sebaiknya dilakukan secara masing-masing, untuk mencegah timbulnya kontaminasi zat yang terjadi saat proses penguapan berlangsung.
DAFTAR PUSTAKA [1].
Seo, J.Y, Park S.W. 2004. Chemical Mechanical Planarization Characteristic of Ferroelectric Film for FRAM Applications. Journal of Korean Physical society, Vol 45 (3) : 769-772.
[2].
Uchino, K. 2000. Ferroelectric Devices. New York : Marcel Dekker.
[3].
T, Sumardi. 2004. Penumbuhan Film Tipis Bahan PbZrxTi1-xO3 Doping In2O3 (PIZT) dengan Metode Chemical Solution Deposition (CSD). Skripsi, Institut Pertanian Bogor.
[4].
[5].
R Thomas, R Gregory, B Baumert. 1999. Characterization of Barium Stronsium Titanate Film Using XRD. JCPDS-International Centre for Diffraction Data.
Thomas A, Bernacky, Ivoyle. 2004. Barium Stronsium Titanate Thin-film
Multi layer Capacitor. Technical Paper. [6].
N.V Girindharan, R.jayavel, P.Ramsamy. 2001. Structural, Morphological and Electrical Studies on Barium Stronsium Titanate Films by Sol-Gel Technique. Crystal Research Technology. Vol 36(1) : 65-72.
[7].
Lehmann, Volker. 2002. Electrochemistry of Silicon. WileyVCH. Germany.
[8].
Piprek, Joachim. 2003. Semiconductor Optoelectronic Devices. Academic Press. USA.
[9].
Irzaman, Y.Darvina, A Fuad, P.Arifin, M.Budiman and M Barmawi. Physical and Pyroelectric properties of Tantalum-oxide doped lead Zirconium titanate [Pb0,995O(Zr0,525Ti0,465Ta0,010)O3] Thin film and Their Application for IR Sensor,phys,stat,sol (a) 199, no.3. 416-424,9 (2003).
[10].
Marwan, A. 2007. Studi Efek Fotovoltaik Bahan Ba0,5Sr0,5TiO3 yang Didadah Galium (BGST) di Atas Substrat Si (100) Tipe-n. Skripsi, Departemen Fisika, Institut Pertanian Bogor.
[11].
Irzaman, H Frimasto, M Kurniati. 2006. Sifat Optik Film Tipis Bahan Ferroelektrik BaTIO3 yang Didadah Tantalum (BTT). Prosiding Seminar Nasional Keramik V, ISSN : 1693.7163.146157.
[12].
http://en.wikipedia.org/wiki/ Photovoltaic.
[13.
http://www.pv.unsw.edu.au/futurestudents/pv-devices/.
[14].
http://www.pv.unsw.edu.au/futurestudents/pv-devices/how-theywork.asp
[15].
M. A. Omar. 1993. Elementary Solid State Physics. Addison-Wesley Publishing Company, Inc. Handayani A., Sumaryo, Sitompul A. 2007. Pengamatan Struktur Mikro
[16].
dengan Mikroskop Optik dan Scanning Electrón Microscope (SEM-EDAX). Pusat Pendidikan dan Pelatihan Badan Tenaga Nuklir Nasional. Serpong. [17].
[18].
[19].
[20].
Darmastiawan. H, Irzaman, Hikam M, Yogaraksa T. 2002. Growth of Lead Zirconium Titanate (PbZr0.525Ti0.475O3) Thin Films Using Chemical Solution Deposition (CSD) Methode. Sze, S.M. 1981. Physics of Semiconductor Devices 2nd edn. John Wiley and Sons, Singapore. A. Tombak, J-P. Maria, F. T. Ayguavuves, Z. Jin, G. T. Stauf, A. I. Kingon and A. Mortazawi. Voltagecontroled RF filters employing thinfilm barium-strontium-titanate tunable capacitors. 2003. IEEE transactions on microwave theory and techniques, Vol. 51(2). D. Balzar, P. A. Ramakrishnan, P. Spagnoi, S. Mani, A. M. Hermann,
M. A. Martin. 2002. Influence of Strains and Defects on Ferroelectric and Dielectric Properties of Thin Film Barium Strontium Titanates. 2002. Jpn.J.Appl.Phys. Vol.41 pp.6628-6632. [21].
H. Ramly. 2002. Sifat Elektrik Bahan. http ://institut.fs.utm.mv/ ~ ramli/.
[22].
Sutrisno. 1986. ELEKTRO!IKA Teori dan Penerapannya. Penerbit ITB, Bandung.
[23].
Smallman R. E, R. J Bishop. 2000. Metalurgi Fisik Modern dan Rekayasa Material. Erlangga, Jakarta.
[24].
A. C. W. Utami. 2007. Studi Efek Fotovoltaik Film Tipis Ba0,5Sr0,5TiO3 yang Didadah Tantalum (BSTT) di Atas Substrat Si (100) Tipe-p. Skripsi, Departemen Fisika, Institut Pertanian Bogor.
LAMPIRA
Lampiran 1. Diagram Alir Penelitian. Mulai
Barium Asetat
2-Metoksietanol
Stronsium Asetat
Titanium Isopropoksi da
Dicampur
BST + bahan pendadah Niobium 5%
BST
Masing-masing dikocok selama 1 jam
Disaring
Precursor BST
Precursor BNST 5%
Spin coating pada 3000 rpm selama 30 detik diatas substrat Si(100) yang berukuran 1 cm x 1 cm sebanyak 1 lapis.
Annealing pada suhu 8500C, 9000C, dan 9500C selama 15 jam pada udara atmosfer di furnace model Vulcan 3-310
Film tipis BST
Film tipis BNST 5%
Gagal
Film Tipis
Berhasil Analisis dan Karakterisasi (Efek Fotovoltaik, Dielektrik, Piroelektrik, SEM dan EDS)
Selesai
