Dari data yang diperoleh nilai ε semakin
kecil ketika
tegangannya ditingkatkan
hal ini
sesuai dengan
persamaan 4.1 [38]. 4.1
Keterangan: d adalah ketebalan film m, adalah
kapasitansi coulombvolt atau farad, ε adalah konstanta dielektrik Fm, A adalah luas kontak m
2
.
Nilai ε semakin kecil ketika tegangannya ditingkatkan
mengakibatkan penurunan
kapasitansi. Oleh karena itu penurunan kapasitansi menjadikan nilai konstanta
dielektrik film semakin kecil.
Tabel 4.3 Nilai konstanta dielektrik film LiNbO
3
Film LiNbO
3
pada molaritas
M dan waktu
annealing jam
Ketebalan film
x 10
6
m Konstanta dielektrik
V= 1 volt
V= 3volt
V= 5volt
0,5 ; 1 0,442
10,3 9,0
7,6 1 ; 8
0,608 18,7
13,1 12,5
1 ; 15 1,888
50,1 48,4
40,4 2 ; 22
2,157 54,6
51,7 44,3
Tabel 4.3 dapat dilihat ada peningkatan konstanta dielektrik ε film pada tegangan 1
volt, 3 volt dan 5 volt jika waktu annealing lebih lama dan molaritas yang semakin
besar. Dalam penelitian ini ε paling besar dimiliki oleh film pada waktu annealing 22
jam dan molaritas 2 M dan ε paling kecil dimiliki oleh film pada waktu annealing 1
jam dan molaritas 0,5 M. Hal ini disebabkan oleh
ketebalan film
yang semakin
meningkat.
4.3 ArusTegangan IV
Pengukuran I V film dilakukan dalam kondisi gelap dan kondisi disinari dengan
intensitas cahaya 405 lux. Hasil pengukuran I V menunjukkan film yang telah dibuat
peka terhadap
cahaya karena
terjadi pergeseran kurva dari gelap ke terang ketika
diberikan tegangan dari 10 volt hingga +10 volt.
Arus yang dihasilkan film pada kondisi terang lebih besar daripada kondisi gelap
karena pemberian
cahaya pada
film mengakibatkan film tersebut menjadi lebih
konduktif. Terjadinya sifat konduktif pada film karena adanya energi foton dari luar
yang diserap oleh elektron yang dipengaruhi oleh kondisi terang dan kondisi gelap. Pada
kondisi ini,
energi foton
memiliki kencenderungan memberikan energi cukup
bagi difusi elektron, sehingga peningkatan difusi
ini mengakibatkan
terjadinya rekombinasi elektron dan hole lebih banyak
[39 41]. Dari karakterisasi I V yang telah
dilakukan dapat dikatakan bahwa film yang telah dibuat bersifat fotodioda.
Dari karakterisasi I V didapat bahwa waktu annealing 22 jam adalah waktu
annealing terbaik dibandingkan dengan waktu annealing yang lain, yaitu waktu
annealing 1 jam, waktu annealing 8 jam dan waktu annealing 15 jam. Kriteria film
LiNbO
3
yang memperlihatkan
waktu annealing yang terbaik 22 jam yaitu kurva
I V terang dan kurva I V gelap yang berbentuk dioda.
4.4 Konduktivitas Listrik
Nilai konduktivitas
listrik bahan
material yang saya teliti menunjukkan material bersifat semikonduktor. Besarnya
nilai konduktivitas
listrik berbanding
terbalik dengan resistansinya. Konduktivitas listrik meningkat jika resistansi bahan
material menurun [41]. Dalam
penelitian ini
pengukuran konduktivitas listrik film menggunakan LCR
meter model HIOKI 3522 50. Dari hasil pengukuran didapatkan nilai seperti dalam
Tabel 4.4. Nilai konduktivitas listrik film meningkat jika waktu annealing lebih lama
dan molaritas yang semakin besar. Film pada waktu annealing 1 jam dan molaritas
0,5 M memiliki konduktivitas listrik paling kecil daripada film pada waktu annealing 8
jam dan molaritas 1 M, molaritas 1 M dan waktu annealing 15 jam serta molaritas 2 M
dan waktu annealing 22 jam.
Tabel 4.4 Nilai konduktivitas film LiNbO
3
berdasarkan perbedaan waktu annealing dan molaritas
Molaritas M dan waktu
annealing jam Konduktivitas
listrik x 10
3
Sm
0,5 ; 1 1,49
1 ; 8 2.05
1 ;15 2,27
2 ; 22 6,66
Semakin meningkatnya konduktivitas listrik disebabkan oleh ketebalan film yang
semakin besar dan lamanya waktu annealing
yaitu film pada waktu anne memiliki konduktivitas palin
berdasarkan perbedaan molarit Besarnya
ukuran butir
konduktivitas listrik film, h dengan persamaan 4.2 [44].
σ=L.e
2
.N.2π.m.k.T
12
exp Ek
Keterangan: σ adalah konduktivitas adalah energi J, L adalah ukuran pa
adalah konsentrasi pembawa muatan
a
b
c nnealing 22 jam
paling besar serta olaritas.
tir mempengaruhi
lm, hal ini sesuai Ek.T 4.2
tivitas listrik Sm, E ran panjang butir m, N
atan m
3
.
Berdasarkan literatur su material dikatakan bersifat sem
jika nilai konduktivitas listrikny antara 10
8
Scm sampai 10
3
Scm data nilai konduktivitas listrik
diperoleh dapat dikatakan bahw merupakan bahan material sem
karena nilai konduktivitas lis didapatkan berkisar dalam ko
listrik
semikonduktor sepe
ditunjukkan dalam
Tabe
d
e Gambar 4.7 Sinyal keluaran pada
ketika diberikan tegan a Sinyal keluaran se
film dipasang. b Sinyal keluaran se
0,5 M dan 1 jam dipasang
c Sinyal keluaran se 0,5 M dan 8 jam
dipasang d Sinyal keluaran se
0,5 M dan 15 jam dipasang
e Sinyal keluaran se 0,5 M dan 22 jam
dipasang
ur suatu bahan t semikonduktor
striknya berkisar Scm [45]. Dari
istrik film yang bahwa film ini
l semikonduktor as listrik yang
m konduktivitas seperti
yang Tabel
4.4.
pada osiloskop tegangan 1 volt
ran sebelum ran setelah film
jam annealing ran setelah film
jam annealing ran setelah film
5 jam annealing ran setelah film
2 jam annealing
a
b
c d
e
Gambar 4.8 Sinyal keluaran pada ketika diberikan tegangan 3 volt
a Sinyal keluaran se film dipasang.
b Sinyal keluaran se 1 M dan 1 jam an
dipasang c Sinyal keluaran se
1 M dan 8 jam an dipasang
d Sinyal keluaran se 1 M dan 15 jam
dipasang e Sinyal keluaran se
1 M dan 22 jam dipasang
n pada osiloskop ran sebelum
ran setelah film annealing
ran setelah film annealing
ran setelah film jam annealing
ran setelah film jam annealing
a
b
c d
e
Gambar 4.9 Sinyal keluaran pada ketika diberikan tegangan 5 volt
a Sinyal keluaran se film dipasang.
b Sinyal keluaran se 2 M dan 1 jam an
dipasang c Sinyal keluaran se
2 M dan 8 jam an dipasang
d Sinyal keluaran se 2 M dan 15 jam
dipasang e
Sinyal keluaran se 2 M dan 22 jam an
dipasang
n pada osiloskop ran sebelum
ran setelah film annealing
ran setelah film annealing
ran setelah film jam annealing
ran setelah film annealing
Gambar 4.10 Hubungan arus I V terang dan gelap molarita
waktu annealing 15 jam
Gambar 4.11 Hubungan arus I V terang dan gelap molari
waktu annealing 15 jam
4.5 Hasil Karakterisasi XR
