Karakterisasi XRD HASIL DAN PEMBAHASAN

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