Dalam penelitian ini, lapisan tipis diperoleh dengan teknik penguapan dalam ruang vakum. Untuk maksud tersebut digunakan peralatan “coating” merk Edward
Vacuum Coater model E610, yang secara skematis seperti yang disajikan pada Gambar 2.1.
c d
a
b e
f g
h
i j
Keterangan gambar
a. Tabung hampa bejana
b. Batang tembaga
c. Tempat substrat kaca
d. Substrat kaca
e. Shutter
f. Material pelapis g. Filamen evaporation source
h. Pompa difusi i. Pompa rotari
j. Regulator
Gambar 2.1. Model peralatan coating
6
2.1.2 Evaporasi Termal
Penguapan evaporation adalah perubahan keadaan zat cair menjadi uap
pada suhu di bawah titik didih zat cair. Penguapan terjadi pada permukaan zat cair, beberapa molekul dengan energi kinetik yang paling besar melepaskan diri ke fase
gas. Titik didih suatu bahan sangat tergantung pada tekanan di sekitarnya. Pada tekanan yang rendah titik didihnya lebih rendah Giancoli, 1998.
Saat sebuah material bahan pelapis dipanaskan pada temperatur uapnya, pada tekanan rendah maka material tersebut akan menguap. Pada penelitian ini
material bahan pelapis yang akan diuapkan adalah aluminium. Aluminium akan menguap apabila suhu filamen penguapnya sudah mencapai titik didih aluminium.
Agar bahan pelapis menempel pada substrat maka dilakukan pendinginan yaitu dengan cara menurunkan arus pemanasnya. Pendinginan ini dilakukan agar
bahan pelapis yang sudah menguap akan mengembun dan menempel pada substrat. Pedinginan tersebut dilakukan kalau seluruh bahan pelapis sudah menguap.
Sumber evaporasi yang berisi bahan pelapis metal memperoleh kalor dari energi listrik sebesar Yahya, 1995
2.1 t
I R
E
2
= dengan
R = Hambatan listrik Ω
I = Arus yang mengalir pada sumber evaporasi A t = waktu proses evaporasi
7
Energi yang dibutuhkan untuk memisahkan atom-atom dari bahan asalnya disebut kalor penguapan Q
2.2
L m
Q =
dengan m = massa bahan pelapis
L = kalor uap laten Energi ini berupa kalor yang diberikan bahan tersebut untuk mengubah fase padat
menjadi fase gas pada suhu titik didihnya T
d
Dengan anggapan bahwa tidak ada energi yang hilang maka energi kinetik atom-atom yang meninggalkan sumber penguapan sama dengan :
2 2
1 2
v m
Q t
I R
E
kin
= −
=
2.3 Karena berada dalam vakum yang cukup tinggi 10
-3
Torr maka dianggap bahwa atom-atom tersebut tidak bertumbukan dengan atom-atom dalam bejana, tetapi
langsung menumbuk substrat di atasnya dengan kecepatan
m Q
t I
R v
2
2
− =
2.4 Dari rumus diatas dapat diketahui bahwa kecepatan tumbukan tergantung
pada arus yang diberikan sumber penguapan, bila arus yang diberikan kecil maka kecepatan tumbukannya juga kecil sehingga tidak berbentuk lapisan. Kalaupun
terbentuk lapisan pada substrat tersebut, lapisan tersebut tidak kuat atau kurang baik karena daya melekatnya rendah. Tetapi sebaliknya bila arus yang diberikan besar
8
