Perangkat Pembuatan Lapisan Tipis dengan teknik Pulsa Laser Prosedur Pembuatan Lapisan Tipis dengan teknik Pulsa Laser Deposition

3.5 Perangkat dan Prosedur Pembuatan Lapisan Tipis dengan teknik Pulsed

Laser Deposition PLD

3.5.1 Perangkat Pembuatan Lapisan Tipis dengan teknik Pulsa Laser

Deposition PLD 1. Chamber Chamber adalah ruang vakum tempat terjadinya proses pelapisan. Desain ataupun system yang berada dalam ruang vakum ini sangat menentukan sekali hasil pelapisan. Chamber ini terbuat dari kaca pada kedua dindingnya untuk pengamatan secara visual atau mengamati plasma dan pengambilan spectrum material plasma, serta window yang berbentuk bulat dan terdapat katup aliran gas atau udara masuk dan katup aliran gas atau udara keluar yang berfungsi untuk memvakumkan ruang chamber dari udara. Ukuran chamber 9 cm x 9 cm x 12 cm. Gambar 3.6 Chamber 9cm x 9cm x 12cm

2. Selang

Selang digunakan tempat aliran gas atau udaram masuk maupun keluar. Jenis selang yang digunakan adalah Festo PUN-6x1 Pneumatik Li 736.

3. Micrometer sekrup dan Penggaris

Digunakan sebagai pengukur panjang, micrometer sekrup sebagai pengukur substrat AL dan Silicon wafer yang diharapkan dan penggaris berfungsi mengukur diameter plasma didalam chamber.

4. Pirani Meter Diavac Limited PT-9P

Meter Digital Diavac Limited PT-9P berfungsi untuk mengukur tekanan gas dalam chamber. Gambar 3.7 Pirani Meter Diavac Limited PT-9P

5. Pompa Vakum ULVAC GLD-136C

Generator ULVAC GLD-136C mengatur masuk dan keluarnya udara dari chamber. Generator ini terhubung ke chamber melalui 2 selang panjang yang berfungsi menyedot udara dari chamber ketika ingin memvakumkan chamber dan sebagai jalur masuknya udara saat chamber kembali dalam kondisi tidak vakum. Gambar 3.8 Pompa Vakum ULVAC GLD-136C

6. SEM Scanning Electron Microscopy

SEM berfungsi untuk mengamati sampel dengan perbesaran sampai 3500 kali dan dapat melihat persebaran substrat nantinya pada plat yang telah dilapisi.

7. Stopwatch

Stopwatch sebagai penghitung waktu tembakkan laser menuju substrat.

8. Lensa Pemfokus

Lensa pemfokus yang mempunyai titik fokus 10 cm terhadap target sinar.

3.5.2 Prosedur Pembuatan Lapisan Tipis dengan teknik Pulsa Laser Deposition

PLD Pada penelitian teknik PLD ini terdiri dari system laser Nd-YAG dan system ruang vakum menggunakan laser pulsa Nd- YAG dengan 2 panjang gelombang λ yang berbeda yaitu 1064 nm dan 532 nm yang dioperasikan pada mode Q-Switch frekuensi 10Hz , dengan energi yang diatur pada 12 mJ, 15mJ, dan 45 mJ. Penelitian dilakukan dimulai dengan set up alat, mengatur titik focus dan penembakan dalam waktu 10 menit. Persiapan bahan substrat dan target dikerjakan terlebih dahulu. Substrat Al di potong menggunakan alat pemotong besi dan Silicon Wafer dipotong menggunakan spek dengan luas 1,5 cm x 3 cm sebanyak masing – masing 6 buah. Sedangkan untuk target Alumina berbentuk pelet. Jenis Alumina pelet yang dipress dengan tekanan 100 kgcm 2 . Gambar 3.9 Target Substrat alumina Peralatan yang paling utama untuk melakukan pelapisan dengan teknik PLD adalah chamber yaitu ruang vakum tempat terjadinya pelapisan yang sangat menentukan hasil pelapisan nantinya. Untuk itu harus disusun secara kompak dan tepat mengatur posisi substrat bahan pelapis terhadap pancaran sinar laser yang masuk ke dalam chamber dan diletakkan sejajar dengan arah datang sinar laser. Dan plat AL atau Silicon wafer diletakkan dalam chamber tepat didepan substrat membentuk sudut 45 o masing – masing 2 buah setiap percobaan dengan jarak tetap sesuai energy laser. Gambar 3.10 Plasma dalam chamber Didalam ruang vakum tekanan udara diatur melalui katup aliran gas masuk dan katup aliran gas keluaran dan diukur menggunakan Pirani meter Diavac Limited PT- 9P. Dan tembakan laser yang juga dikatakan irradiasi laser pulsa Nd-YAG q-smart 850 dengan variasi energy 12 mJ, 15mJ, dan 45 mJ sesuai lapisan yang diharapkan pada plat AL dan Silicon wafer. Dihidupkan laser dalam kondisi energy rendah terlebih dahulu untuk mengatur kefokusan sinar laser lalu difokuskan dengan lensa quartz menuju substrat dan tidak mengenai plat AL atau plat silicon wafer namun mengarah tepat pada target. Substrat yang digunakan adalah target Alumina berada di dalam ruang vacuum chamber. Lalu memvakumkan chamber dengan menuntup katub udara keluar dan membuka katup penghisap udara sehingga chamber dalam keadaan vakum 4,20 Pa – 6 Pa dalam beberapa kali percobaan. Tekanan dalam chamber diatur sehingga ukuran plasma cukup besar. Setelah itu, aturlah energy laser dan menembak target selama 10 menit. Kemudian hasil pelapisan bisa di analisa dengan SEM. Set-up eksperimen PLD ditunjukkan pada gambar dibawah ini : Plasma Film Substrat Pemutar target Target Laser Pulsa Gambar 3.11 Set-up sistem PLD

3.6 Diagram Kerja