dan gelap dapat diketahui karakteristik film yang dibuat bersifat dioda, resistansi atau
kapasitansi.
c. Karakterisasi
sifat optik
absorbansi dan reflektansi
Alat yang
digunakan, yaitu
spektrofotometer model ocean optics DT mini 2. Karakterisasi sifat optik absorbansi
dan reflektansi dilakukan untuk mengetahui tingkat absorbansi, reflektansi dan energy
gap film. Energy gap diperoleh dengan cara menentukan energy gap film LiNbO
3
berdasarkan kurva menurut αhν
2
terhadap energi pada Gambar 4.3 4.6 [33].
d. Karakterisasi konstanta dielektrik
Pada karakterisasi
ini digunakan
rangkaian seperti pada Gambar 3.1. Dari rangkaian pengukuran ini ditentukan time
constant dan
nilai kapasitansi
film sedangkan
penentuan besar
konstanta dielektriknya
dapat menggunakan
persamaan 3.3. 3.3
Keterangan: ɛ adalah konstanta dielektrik, C adalah kapasitansi film Farad, d adalah
ketebalan film m, A adalah luas kontak m
2
, ɛ adalah permitivitas ruang hampa 8,85 x 10
12
Fm.
Permitivitas relatif ɛ menunjukkan sifat kemampuan polarisasi dan menyimpan
energi.
e. Karakterisasi XRD
Karakterisasi XRD dilakukan untuk menentukan model struktur kristal film yang
telah dibuat, lalu dari hasil pengujian dapat digunakan untuk mencari indeks miller dan
parameter kisi struktur kristal film. Sistem kristal trigonal adalah sistem kristal yang
hanya dimiliki titik kelompok yang memiliki lebih dari satu sistem kisi terkait dengan
kelompok ruang mereka: kisi heksagonal dan rhombohedral kedua muncul. Dalam
sistem rhombohedral, kristal digambarkan oleh vektor yang sama panjang, dua di
antaranya
adalah ortogonal
. Sistem
rhombohedral dapat dianggap sebagai sistem kubik
membentang sepanjang
tubuh diagonal a = b = c;. α = β = γ ≠ 90 ° [14].
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Film yang
dibuat merupakan
persambungan antara
dua buah
semikonduktor. Silikon yang digunakan merupakan semikonduktor tipe p, sedangkan
lapisan LiNbO
3
merupakan semikonduktor tipe n [34]. Persambungan semikonduktor
tipe p dan tipe n dikenal dengan nama p n junction [35]. Dengan adanya p n junction,
maka film yang dibuat sama dengan karakteristik dari dioda.
Sifat optik, sifat listrik, dan struktur film pada waktu annealing 1 jam, 8 jam, 15
jam dan 22 jam pada molaritas 0,5 M, 1 M, 2 M masing masing menunjukkan hasil yang
berbeda. Perbedaan ini mengindikasikan adanya pengaruh lama annealing terhadap
film dan juga pengaruh molaritas terhadap film.
4.1 Sifat Optik Film
Alat yang
digunakan dalam
karakterisasi sifat optik film LiNbO
3
, yaitu spektrofotometer. Dalam spektrofotometer
fenomena yang terjadi merupakan interaksi sampel dengan panjang gelombang yang
dibangkitkan dari
sumber. Panjang
gelombang yang digunakan yaitu panjang gelombang cahaya tampak. Karakterisasi ini
dilakukan untuk
mengetahui tingkat
absorbansi dan reflektansi film yang dihasilkan pada panjang gelombang cahaya
tampak. Setelah
dilakukan karakterisasi
diperoleh kurva
hubungan absorbansi
dengan panjang gelombang seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.1. Dari kurva
tersebut dapat dilihat film LiNbO
3
pada molaritas 0,5 M dan waktu annealing 15 jam
menyerap cahaya paling banyak pada panjang gelombang 570 600 nm warna
kuning dan paling rendah pada panjang gelombang 450 500 nm warna biru. Film
LiNbO3 pada molaritas 1 M dan waktu annealing 22 jam menyerap cahaya paling
banyak pada panjang gelombang 450 500 nm dan 570 600 nm sedangkan paling
rendah pada panjang gelombang 500 550 nm warna hijau dan 620 750 nm warna
merah. Film LiNbO
3
pada molaritas 1 M dan waktu annealing 15 jam paling banyak
menyerap panjang gelombang warna biru dan merah sedangkan paling rendah pada
panjang gelombang warna hijau. Sedangkan film LiNbO
3
pada molaritas 2 M dan waktu
9
annealing 22 jam, kurva absorbansi yang diperoleh hampir membentuk garis lurus
horizontal, artinya tingkat absorbansinya hampir
sama untuk
setiap panjang
gelombang seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.1.
Selain pengukuran absorbansi juga dilakukan
pengukuran terhadap
besar reflektansi film. Kurva reflektansi yang
dihasilkan merupakan
kebalikan dari
absorbansi. Jadi dapat disimpulkan bahwa film LiNbO
3
pada molaritas 0,5 M dan waktu annealing 15 jam paling banyak
mereflektansi cahaya daripada film LiNbO
3
pada molaritas 1 M dan waktu annealing 15 jam, film LiNbO
3
pada molaritas 1 M dan waktu annealing 22 jam serta film LiNbO
3
pada molaritas 2 M dan waktu annealing 22 jam karena tingkat absorbansinya paling
rendah. Perbedaan absorbansi ini mungkin disebabkan oleh jarak atom pada kristal film
dari setiap sampel berbeda beda.
Tabel 4.2 menunjukkan nilai indeks bias dan energy gap film. Indeks bias dapat
dicari dengan menggunakan persamaan 2.2, sedangkan energy gap diperoleh dengan
memplotkan kurva αhν
2
terhadap energi, dengan E =
, keterangan: α adalah koefisien absorbansi, h adalah konstanta
planck 4,136 x 10
15
eV.s, ν adalah frekuensi, c adalah kecepatan cahaya 2,998
x 10
8
ms, dan λ adalah panjang gelombang dalam satuan meter. Pada Gambar 4.3 4.6
dapat dilihat pengaruh lama annealing film terhadap sifat optiknya. Film LiNbO
3
dengan molaritas 0,5 M dan waktu annealing
15 jam
memiliki persen
reflektansi dan indeks bias paling besar, sedangkan film dengan molaritas 2 M dan
waktu annealing 22 jam memiliki persen reflektansi dan indeks bias paling kecil,
artinya semakin lama proses annealing dilakukan dan semakin besar molaritas maka
film LiNbO
3
memiliki indeks bias yang semakin kecil dan energy gap film
meningkat. Panjang gelombang cahaya tampak
ditabelkan dalam Tabel 4.1 [27].
Tabel 4.1 Spektrum panjang gelombang cahaya tampak
Spektrum Panjang gelombang nm
Ungu 380 450
Biru 450 495
Hijau 495 570
Kuning 570 590
Jingga 590 620
Merah 620 750
Tabel 4
.2 Indeks bias dan energy gap film LiNbO
3
Film LiNbO
3
pada molaritas M
dan waktu annealing
jam Indeks
bias Energy
gap Eg eV
0,5 ; 15 1,93
2,54 1 ; 15
1,64 3,12
1 ; 22 1,31
2,97 2 ; 22
1,60 3,19
Gambar 4.1 Hubungan absorbansi dan panjang gelombang
Gambar 4.2 Hubungan reflektansi dan panjang gelombang
Film LiNbO
3
0,5 M, pada waktu annealing 15 jam Film LiNbO
3
1 M, pada waktu annealing 15 jam Film LiNbO
3
1 M, pada waktu annealing 22 jam Film LiNbO
2 M, pada waktu annealing 22 jam
Film LiNbO
3
0,5 M, pada waktu annealing 15 jam Film LiNbO
3
1 M, pada waktu annealing 15 jam Film LiNbO
3
1 M, pada waktu annealing 22 jam Film LiNbO
2 M, pada waktu annealing 22 jam
10
Gambar 4.3 Cara menentukan energy
gap film berdasarkan kurva menurut
αhν
2
terhadap energi 0,5 M, pada waktu
annealing 15 jam.
Gambar 4.4 Cara menentukan energy
gap film berdasarkan kurva menurut αhν
2
terhadap energi 1 M, pada waktu annealing 15 jam.
Gambar 4.5 Cara menentukan energy
gap film berdasarkan kurva menurut
αhν
2
terhadap energi 1 M, pada waktu
annealing 22 jam.
Gambar 4.6 Cara menentukan energy
gap film berdasarkan kurva menurut αhν
2
terhadap energi 2 M, pada waktu annealing 22 jam.
4.2 Konstanta Dielektrik
Kategori