BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Film yang
dibuat merupakan
persambungan antara
dua buah
semikonduktor. Silikon yang digunakan merupakan semikonduktor tipe-p, sedangkan
lapisan BST merupakan semikonduktor tipe- n
[38]. Persambungan semikonduktor tipe-p dan tipe-n dikenal dengan nama p-n junction
[39]. Dengan adanya p-n junction, maka film yang dibuat sama dengan karakteristik dari
dioda.
Sifat listrik, optik, dan struktur film dengan waktu annealing selama 8 jam
sampel A, 15 jam sampel B, 22 jam sampel C, dan 29 jam sampel D berbeda.
Perbedaan ini mengindikasikan adanya pengaruh lama annealing terhadap film.
4.1 Karakterisasi XRD
Gambar 4.1 menunjukkan pola difraksi sinar-X film yang dihasilkan.
Puncak-puncak difraksi yang terbentuk mengindikasikan partikel film memiliki
distribusi orientasi kristal. Dari puncak- puncak difraksi tersebut dapat ditentukan
indeks miller h k l dengan menganggap struktur kristal BST merupakan struktur
kubik [11]. Indeks miller yang diperoleh dapat
digunakan untuk
menentukan parameter kisi BST dalam struktur
tetragonal [40].
Difraksi kuat dari tiap film terjadi pada bidang 2 0 0 hal ini disebabkan oleh
banyaknya bidang pendifraksi pada bidang 2 0 0 yang memiliki parameter kisi yang
sama dengan jarak yang berdekatan, sehingga
gelombang-gelombang yang
mengalami difraksi tidak terlalu berbeda fase dan cenderung konstruktif [41]. Pada
Gambar 4.1 dapat dilihat intensitas difraksi terendah terjadi pada bidang 110 bahkan
pada sampel D tidak terdapat bidang 110, hal ini disebabkan oleh difraksi sinar X yang
terjadi
berupa interferensi
destruktif sehingga gelombang yang dihamburkan
akan saling menghilangkan. Hal lain yang bisa mengakibatkan bidang 110 tersebut
hilang yaitu pada bidang tersebut hanya terdapat sedikit bidang pendifraksi.
Perbedaan dari empat sampel yang dibuat adalah pada tingginya intensitas
difraksi. Secara keseluruhan Intensitas difraksi tertinggi dimiliki oleh sampel A.
Sedangkan intensitas difraksi yang paling rendah dimiliki oleh sampel D. Oleh sebab
itu dapat dikatakan bahwa sampel A memiliki struktur kristal paling baik
daripada sampel yang lain, karena semakin tinggi
puncak intensitas
difraksi menunjukkan semakin banyaknya jumlah
bidang pendifraksi yang seragam dalam orientasi bidang yang sama [42]. Perbedaan
lainnya yaitu adanya pergeseran sudut difraksi pada bidang 110. Pada penelitian
ini bidang 110 untuk Ba
0,5
Sr
0,5
TiO
3
terjadi pada 2
θ=31,61
o
sampel B sedangkan peneliti lain memperoleh sudut difraksi
bidang 110 untuk Ba
0,5
Sr
0,5
TiO
3
yaitu 2 θ =
31,99
o
. Pada sampel A bidang 110 terjadi pada 2
θ = 33,74
o
, sudut difraksi ini mendekati sudut difraksi untuk SrTiO
3
yaitu 2
θ = 33,10
o
, sedangkan pada sampel C bidang 110 terjadi pada 2
θ = 30,90
o
, sudut difraksi ini mendekati sudut difraksi BaTiO
3
yaitu 2 θ = 31,15
o
[40, 43]. Pergeseran sudut difraksi film karena adanya pengaruh lama
waktu annealing. Film dengan lama waktu annealing
8 jam memunculkan bidang 110 SrTiO
3
. Ketika waktu annealing 15 jam memunculkan bidang 110 Ba
0,5
Sr
0,5
TiO
3
, dan ketika lama annealing ditingkatkan
menjadi 22 jam memunculkan bidang 110 untuk BaTiO
3
. Sedangkan film dengan lama waktu annealing 29 jam tidak terdapat
bidang 110 seperti yang telah dijelaskan sebelumnya.
Besar parameter kisi dapat dilihat pada Tabel 4.2 yang diperoleh dengan
metode analtik dapat dilihat pada lampiran 5. Dari tabel tersebut dapat dilihat sampel A
dengan waktu annealing selama 8 jam pada suhu 850
O
C memiliki parameter kisi dan intensitas difraksi paling besar dibanding
film yang lainnya. Dalam penelitian ini parameter kisi a dan b setiap sampel berkisar
dari 4,008 - 4,203 Å dan parameter kisi c dari 4,017 - 4,214 Å. Sedangkan dalam
JCPDS- International Centre for Diffraction Data
ICDD dipaparkan bahwa parameter a dan b adalah 3,977 Å, sedangkan c adalah
3,988 Å [40].
11
2 Theta
20 40
60 80
100 Sampel A
Sampel B Sampel C
Sampel D
Gambar 4.1 Pola difraksi sinar-X film Ba
0,5
Sr
0,5
TiO
3
Tabel 4.1 Taksiran sudut difraksi dan indeks miller film Ba
0,5
Sr
0,5
TiO
3
Sudut difraksi 2 θ
Indeks miller h k l
Film A Film B
Film C Film D
33,74 31,61
30,90 -
1 1 0 38,12
38,33 37,98
37,97 1 1 1
44,30 44,55
44,15 44,13
2 0 0 64,33
64,97 64,50
64,52 2 2 0
77,80 78,15
77,74 77,65
3 1 1 Tabel 4.2 Parameter kisi film Ba
0,5
Sr
0,5
TiO
3
berstruktur tetragonal
Waktu annealing jam Parameter kisi Å
a=b c
8 4,214
4,203 15
4,052 4,065
22 4,017
4,008 29
4,018 4,027
Tabel 4.2 memperlihatkan parameter kisi a, b, dan c film yang nilainya cenderung
menurun seiring lamanya waktu annealing. Semakain lama proses annealing akan
mengakibatkan ukuran butir kristal film membesar seperti yang pernah dilakukan oleh
peneliti lain [23]. Membesarnya ukuran butir mempengaruhi jarak atom-atom dalam kristal
yang semakin berdekatan sehingga akan mengakibatkan parameter kisi menurun.
4.2 Sifat Optik Film