7
Gambar 11 menunjukkan spektrum EDX substrat
silikon yang
telah dioksidasi.
Karakteristik EDX dilakukan di Pusat Penelitian Geologi Kelautan PPGL Bandung.
Karakterisasi EDX
digunakan untuk
mengetahui persentase unsur oksigen O
2
yang ada dalam substrat silikon. Hasil karakterisasi EDX menunjukkan bahwa dalam
sampel terdapat kandungan unsur O
2
sekitar 35 dan unsur silikon sekitar 65.
Berdasarkan hasil karakterisasi EDX lapisan SiO
2
telah berhasil ditumbuhkan di permukaan atas substrat silikon.
Gambar 10. Lapisan SiO
2
di permukaan atas substrat silikon
Gambar 11. Spektrum EDX substrat silikon yang telah dioksidasi
Gambar 12. Absorbansi ZnO
4.2 Karakteristik Optik Lapisan ZnO
Lapisan zinc oxide ZnO dibuat dengan menggunakan
metode dip-coating
di permukaan atas kaca preparat. yaitu dengan
cara mencelupkan sampel ke dalam endapan ZnO, kemudian di panaskan menggunakan
furnace pada temperatur 300 C selama 1 jam.
Setelah itu lapisan ZnO diukur pada temperatur ruang dengan menggunakan
spektrofotometer UV-Vis
dengan rentang panjang gelombang 200-1000 nm.
Sifat optik bahan semikonduktor ZnO diamati berdasarkan karakteristik absorbansi
optik menggunakan spektrofotometer UV-Vis. Spektrum absorbansi optik sampel lapisan
ZnO ditunjukkan pada Gambar 12, yang memperlihatkan lapisan ZnO menyerap cahaya
ultra violet UV dan melewatkan cahaya tampak dan inframerah.
4.3 Karakteristik I-V Sensor FET
Karakteristik I-V FET dapat dilihat dari kurva I
D-S
arus drain-source terhadap V
D-S
tegangan drain-source dengan variasi V
g
tegangan gate yakni 0 V, 2 V, 4 V, 6 V, 8 V, dan 10 V. Tegangan drain-source mulai dari 0
V sampai 10 V. Kurva I-V sensor FET diperlihatkan pada Gambar 12.
Tegangan gate yang diberikan bernilai positif, karena lapisan aktif ZnO merupakan
semikonduktor tipe-n. Pengaruh tegangan gate terhadap ZnO dapat mempolarisasi muatan
pada ZnO sehingga akan menambah jumlah pembawa muatan hole yang aktif bergerak.
Pada kurva I-V sensor FET menunjukkan tegangan
gate yang
diberikan akan
mempengaruhi arus drain-source. Semakin positif tegangan gate diberikan maka semakin
besar arus drain-source dihasilkan. Jika tegangan gate tetap dan tegangan drain-source
terus dinaikan maka arus drain-source mengalami saturasi. Kondisi seperti ini
menunjukkan sensor yang dibuat beroperasi sebagai FET. Jika diberikan tegangan gate
terlalu besar maka FET kemungkinan akan mengalami kebocoran pada lapisan SiO
2,
sehingga kurva I-V yang terbaca seperti kurva dari struktur dioda.
4.4 Respon Sensor FET Berbasis ZnO Terhadap Cahaya UV
Karakterisasi I-V dilakukan dengan dua perlakuan, yaitu kondisi gelap tanpa cahaya
UV dan kondisi terang, untuk setiap variasi diberikan tegangan gate sebesar 0 V dan 5 V.
Pengukuran karakteristik ini bertujuan untuk mengetahui apakah sensor yang dibuat dapat
merespon cahaya UV.
0,2 0,4
0,6 0,8
1
300 500
700 A
bs o
rba ns
i a.u
Panjang gelombang nm
In te
n si
ta s
c p
s
Energi keV
8
Gambar 13. Karakteristik I-V sensor FET
Gambar 14. Karakteristik I-V terhadap cahaya dengan Vg = 0 V
Gambar 15. Karakteristik I-V terhadap cahaya dengan Vg = 5 V
Kurva karakteristik I-V untuk tegangan 0 V dan 5 V ditunjukkan pada Gambar 14 dan
Gambar 15. Pengukuran I-V dilakukan dengan menghubungkan elektroda negatif pada kontak
source, elektroda positif pada drain dan gate.
Pada pengukuran dengan dua variasi tegangan gate, ketika FET diberikan tegangan
maju mengakibatkan kenaikan arus, karena resistansi pada ZnO semakin mengecil dengan
meningkatnya tegangan bias maju. Pasangan elektron-hole pada lapisan ZnO meningkat.
Pasangan elektron-hole terpisah oleh medan listrik
yang mengakibatkan
terjadi peningkatan arus. Berdasarkan Gambar 14 dan
Gambar 15, dapat dilihat adanya peningkatan arus ketika lapisan ZnO disinari cahaya UV
dibandingkan saat kondisi gelap tanpa cahaya UV. Peningkatan arus selain dipengaruhi oleh
cahaya, juga dipengaruhi oleh tegangan gate yang diberikan. Hal ini disebabkan oleh
semakin mengecilnya resistansi lapisan ZnO. Berdasarkan hasil pengukuran I-V pada
kondisi gelap tanpa cahaya UV dan terang, terjadi perubahan arus yang menunjukkan
sensor FET dapat dimanfaatkan sebagai sensor UV. Berdasarkan hasil Gambar 14 dan Gambar
15 dapat di simpulkan bahwa FET ini baik digunakan saat tegangan gate nya 0 volt.
4.5 Respon Dinamik Sensor FET Terhadap Cahaya UV
