5
2.3 Lithium Tantalat LiTaO
3
Lithium tantalat LiTaO
3
merupakan suatu bahan ferroelectric yang memiliki keunikan dari segi sifat pyroelectric dan piezoelectric yang terpadu
dengan stabilitas mekanik dan kimia yang baik. Oleh karena itu LiTaO
3
sering digunakan untuk beberapa aplikasi misalnya modulator electro-optical dan detektor
pyroelectric. LiTaO
3
merupakan kristal non-hygroskopis, tidak berwarna, larut dalam air, memiliki tingkat transmisi yang tinggi dan tidak mudah rusak sifat
optiknya. LiTaO
3
merupakan bahan yang memiliki konstanta dielektrik yang tinggi serta kapasitas penyimpanan muatan yang tinggi Seo et al 2004.
Pembuatan LiTaO
3
menggunakan peralatan yang cukup sederhana, biaya murah dan dilakukan dalam waktu relatif singkat. LiTaO
3
merupakan campuran hasil reaksi antara lithium asetat [LiO
2
C
2
H
3
, 99,9] dan tantalum oksida [Ta
2
O
5
, 99,9]. Berikut ini persamaan reaksi menghasilkan LiTaO
3
: 2 LiO
2
C
2
H
3
+ Ta
2
O
5
+ 4O
2
2 LiTaO
3
+ 3 H
2
O + 4 CO
2
LiTaO
3
merupakan kristal ferroelectric yang mengalami proses suhu currie tinggi sebesar 601±5,5
o
C Paula et al 2014. Massa jenis LiTaO
3
sebesar 7,45 gcm
3
yang digunakan untuk menghitung ketebalan film Irzaman et al 2003. LiTaO
3
merupakan objek yang diteliti secara intensif selama beberapa tahun terakhir karena memiliki sifat yang unik. Berdasarkan penelitian, bahan LiTaO
3
merupakan semikonduktor tipe-n karena konsentrasi elektron yang dimiliki oleh material LiTaO
3
tersebut lebih banyak dibandingkan dengan konsentrasi hole-nya.
2.4 P-N Junction
Cara kerja sebagian besar piranti semikonduktor berlandaskan pada sifat sambungan antara bahan tipe-n dan tipe-p. Sambungan seperti itu dapat dibuat
dengan beberapa cara misalnya pendifusian ketidakmurnian dalam bentuk uap ke dalam wafer semikonduktor. Sifat penting sambungan semikonduktor p-n adalah
arus listrik dapat melewatinya lebih mudah pada suatu arah tertentu dari pada arah yang berlawanan dengan arah itu. Bahan semikonduktor tipe-p terdiri atas unsur-
unsur dalam golongan IVA pada sistem periodik seperti Si. Bahan semikonduktor tipe-n terdiri atas unsur-unsur dalam golongan V dan golongan III pada sistem
periodik
P-N junction adalah daerah pertemuan yang terjadi apabila semikonduktor tipe-p dan semikonduktor tipe-n dipertemukan. Nama lain untuk persambungan
semikonduktor tipe-p dan semikonduktor tipe-n yang membentuk kristal adalah dioda Kwok, 1995. Dioda adalah suatu komponen elektronik yang dapat
melewatkan arus pada satu arah saja. Dioda memegang peranan penting dalam elektronika, antara lain untuk menghasilkan tegangan searah dari tegangan bolak-
balik, untuk membuat berbagai bentuk gelombang isyarat, untuk mengatur tegangan searah agar tidak berubah dengan beban maupun dengan perubahan
tegangan, untuk saklar elektronik, LED, laser semikonduktor Sutrisno, 1986.
6
2.5 Teknik chemical solution deposition CSD
2.5.1 Proses Kimia
Teknik Chemical Solution Deposition CSD terdiri dari proses sol gel dan Metalorganic Deposition yang dipergunakan untuk memproduksi lapisan tipis
keramik perovskite, khususnya untuk lapisan tipis lithium tantalat LiTaO
3
. Metode ini lebih ekonomis tidak hanya untuk penelitian ilmiah, namun juga
dipergunakan pada pembuatan keramik modern dan teknologi yang mempersyaratkan kemurnian yang tinggi dan control terhadap mikrostruktur dan
komposisi. Semenjak reaktan kimia untuk CSD dapat dimurnikan dengan metode destilasi dan kristalisasi, film dengan kemurnian tinggi dapat difabrikasi.
Keuntungan CSD yang sangat penting adalah elemen yang dapat dibuat, dihasilkan komposisi campuran akhir pada tingkat molekul, yang berarti waktu difusi pada
film inorganic setelah pyrolysis untuk mencapai kondisi termodinamika, fase stabil cukup singkat, yang pada akhirnya dapat menghasilkan campuran yang homogen
Irzaman et al 2001.
Pada prinsipnya CSD untuk mempersiapkan larutan yang terdiri campuran pelarut di spin coating pada permukaan substrat dan larutan di polimerisasi menjadi
berbentuk gel dan di panaskan untuk menghilangkan oksidasi inorganic.
2.5.2 Spin Coating
Pendeposisian lapisan tipis dengan metode spin coating telah digunakan dalam beberapa dekade. Proses spin coating dapat dipahami dengan perilaku aliran
larutan pada sebuah piringan substrat yang berputar. Aliran volumetric cairan dengan arah radial pada permukaan substrat diminimalisasi yakni tidak ada getaran,
tidak ada noda kering dan sebagainya, yang kemudian piringan dipercepat dengan kecepatan rotasi yang spesifik yang menyebabkan cairan terdistribusi merata. Ada
empat langkah pada proses spin coating. Langkah pertama adalah deposisi larutan pelapis diatas permukaan substrat. Hal ini dapat dikerjakan menggunakan pipet
dengan meneteskan larutan pelapis di atas substrat. Langkah kedua adalah substrat dipercepat dengan kecepatan putar tinggi yaitu 3000 rpm yang merupakan langkah
penipisan cairan pelapis. Pada langkah ini biasanya cairan pelapis ada yang ke luar dari permukaan substrat karena adanya gerak rotasi yang menyebabkan inersia dari
lapisan larutan bagian atas tidak bisa dipertahankan saat substrat berputar lebih cepat. Langkah ketiga adalah ketika substrat pada kecepatan konstan sesuai yang
diinginkan, yang dicirikan dengan penipisan larutan pelapis secara perlahan-lahan, sehingga didapatkan ketebalan larutan pelapis yang homogen. Kadang-kadang juga
terlihat di bagian tepi pada bagian substrat yang ditetesi larutan pelapis lebih tebal. Langkah keempat adalah ketika substrat diputar pada kecepatan konstan dan terjadi
penguapan pelarut. Ketebalan lapisan dan sifat lainnya tergantung pada jenis cairan viskositas, kecepatan pengeringan dan molaritas serta parameter-parameter yang
dipilih saat proses spin coating meliputi kecepatan putar, percepatan, dan kevakuman. Umumnya kecepatan putar yang tinggi dan lama waktu putarnya
menghasilkan lapisan yang lebih tipis.
Kategori