Tekstur Morfologi Permukaan Lapisan NiFe
4.4. Tekstur Morfologi Permukaan Lapisan NiFe
Tekstur morfologi permukaan lapisan NiFe dianalisa berdasarkan kenampakan fisik maupun mikroskopiknya. Dari citra mikroskopiknya dapat diketahui kanampakan lapisan NiFe dari tiap-tiap rapat arus.
a. Kenampakan fisik lapisan NiFe Tekstur morfologi permukaan lapisan NiFe diamati berdasarkan tekstur
kenampakan fisiknya yaitu: kenampakan hitam terbakar, kerataan dan kerapuhan lapisan. Dari hasil ekperimen diperoleh bahwa dari kelima nilai rapat arus yang diberikan semuanya memberikan hasil pelapisan yang seragam dan merata, tapi
pada J = 7 mA/cm 2 deposit mulai nampak hitam terbakar pada sisi tepi.
commit to user
Tabel 4.5. Karakter Tekstur Permukaan Hasil Elektroplating NiFe pada Suhu
27 ° C , t=25 menit
Rapat arus (J)
(mA/cm 2 )
Karakter Tekstur Permukaan
3 Tidak terbakar
Rata
Tidak rapuh
4 Tidak terbakar
Rata
Tidak rapuh
5 Tidak terbakar
Rata
Tidak rapuh
6 Tidak terbakar
Rata
Tidak rapuh
Rapat arus yang tinggi menyebabkan panas sehingga substrat Cu yang diplating dapat terbakar, dengan ditandai munculnya warna yang menghitam. Seperti yang telah diketahui bahwa kenaikan rapat arus dipahami sebagai penambahan ion yang ter-elektrolisis dan kemudian terdeposit pada permukaan substrat. Selanjutnya ion akan berkompetisi menuju elektroda. Banyaknya ion yang terdeposit pada rentang waktu yang pendek menyebabkan permukaan substrat seolah-olah dibombardir ion dengan energi yang besar. Hal ini yang disinyalir dengan kenaikan rapat arus terjadi perubahan kenampakan permukaan lapisan yang diperoleh. Kenampakan hitam terbakar teramati dimulai dari tepi substrat. Hal ini dikarenakan struktur ikatan ionik substrat pada bagian ini memiliki ikatan yang lebih lemah dibandingkan posisi lebih dalam.
b. Kenampakan deposit NiFe secara mikroskopik Tekstur permukaan deposit NiFe dianalisa menggunakan STM easy scan
dengan tujuan untuk mengetahui karakteristik tekstur morfologi permukaan lapisan NiFe terdeposit.Gambar 4.10 menunjukkan profil tekstur morfologi permukaan lapisan NiFe dengan variasi luas scan STM. Teramati dari gambar bahwa pada scan range STM 500 nm, permukaan lapisan tersusun dari lapisan- lapisan. Terbentuknya susunan lapisan-lapisan ini diindikasikan perbedaan waktu
commit to user
turut dari 250 nm hingga 62,5 nm, terlihat bahwa pola pembentukan setiap lapisan semakin jelas. Namun demikian, tidak mudah untuk menentukan batas antara satu dengan lainnya. Hanya pada bagian ujung permukaan saja teramati bedanya. Hal ini disinyalir bahwa proses pembentukan lapisan berlangsung dalam waktu yang cepat.
Gambar 4.10. Hasil Penggambaran STM Permukaan Lapisan Ni x Fe 1-x i (x=0,51) Hasil Elektrodeposisi dengan J = 6 mA/cm 2 pada beberapa i variasi
scan range .
125 nm × 125 nm 62,5 nm × 62,5 nm
500 nm × 500 nm 250 nm × 250 nm
commit to user
Gambar 4.11.Tipikal Morfologi Permukaan Lapisan Ni-Fe Hasil Scan STM i untuk Sampel dengan Variasi Rapat Arus, (a) J = 3 mA/cm 2 , (b) J = i 4 mA/cm 2 ,(c) J = 5 mA/cm 2 ,(d) J = 6 mA/cm 2 , dan (e) J = 7 i mA/cm 2 .
commit to user
lapisan NiFe yang dihasilkan dengan rapat arus (J) bervariasi dari 3 mA/cm 2 s/d 7 mA/cm 2 . Teramati dengan jelas bahwa bentuk morfologi permukaan lapisan NiFe berubah dengan perbedaan rapat arus (J) saat penumbuhan. Pertumbuhan lapisan
NiFe saat J< 4 mA/cm 2 tidak memiliki tipikal pola pertumbuhan lapisan yang jelas. Ketika J = 5 mA/cm 2 , pola pertumbuhan lapisan mulai jelas dan pola semakin tegas saat rapat arus J = 6 mA/cm 2 . Pada saat J = 7 mA/cm 2 tipikal pola permukaan lapisan satu dengan lainnya terbentuk secara tegas.
Gambar 4.12. Tipikal Perubahan Morfologi Permukaan Lapisan Hasil
i Scan ii STM untuk Perlakuan dengan Penambahan Bahan Aditif
i Vanilin ii (a) 50 mgr, (b) 100 mgr dan (c) 150 mgr.
(b)
(c)
(a)
commit to user
elektroplating dengan tambahan bahan aditif vanilin. Secara visual dengan mata, teramati dengan jelas bahwa bahan aditif vanilin berpengaruh dalam proses elektrodeposisi. Sehingga hal ini menuntun untuk pengamatan secara skala mikroskopik. Namun demikian hasil scan STM tidak menunjukkan hasil yang kontras antara lapisan dengan variasi tambahan bahan aditif vanilin. Pada penambahan bahan aditif vanilin 50 mgr, teramati bahwa beda antar lapisan penyusun lapisan NiFe halus. Dan beda antar lapisan penyusun semakin menipis ketika bahan aditif vanilin dinaikan menjadi 100 mgr. Kenyataan ini bisa diduga bahwa bahan aditif vanilin berperan mendekatkan ion Ni dan ion Fe sehingga paduan yang terbentuk kemudian menempel pada permukaan substrat memiliki rata-rata kecepatan yang sama. Sehingga permukaan lapisan NiFe yang terbentuk menjadi lebih baik dalam hal tingkat kerataan.