Pembuatan Prototipe Sensor Cahaya Menggunakan Bahan Ferroelektrik Ba1-xSrxTiO3.
(B. Teknologi)
Pembuatan Prototipe Sensor Cahaya Menggunakan Bahan Ferroelektrik Ba 1-xSrxTiO3
Kata kunci : BST, Chemical Solution Deposition, Metal Ferroelectric Metal (MFM)
Jamaluddin, Anif; Iriani, Yofentina; Budiawanti, Sri
Fakultas KIP UNS, Penelitian, BOPTN UNS, Hibah Bersing, 2012
Penelitian ini bertujuan untuk membuat prototipe sensor cahaya dengan menggunakan bahan
ferroelektrik berupa lapisan tipis Ba1-xSrxTiO3 (BST). Pembuataan lapisan tipis BST menggunakan
metode Chemical Solution Deposition dengan bahan dasar berupa Barium Asetat [Ba(CH3COO)2],
Strontium Asetat [Sr(CH3COO)2], Titanium Isopropoksid [Ti(C12O4H28)] dan Acetic Acid dan Ethylene
Glycol sebagai bahan pelarut. Bahan dasar dan pelarut dicampur dengan cara diaduk dan dipanaskan
untuk membentuk sol-gel BST. Sol-gel BST diletakan pada spin coater di atas substrat silikon (Si) dan
diputar dengan kecepatan 4000 rpm. Proses thermal dilakukan berupa hydrolisis, phyrolisis dan
annealing untuk pembentukan kristal BST. Pada tahun pertama, komposisi BST yang telah dibuat adalah
Ba0,8Sr0,2TiO3, Variasi yang telah dilakukan meliputi : suhu annealing 7000 C, 8000 C dan 9000 C, dan
waktu tahan 1, 2, 3, 4 jam, serta variasi jumlahlapisan 3 dan 5 lapis BST.
Pengujian sifat material dilakukan dengan menggunakan Scanning Electron Microscopy – Energy Dispersi
X-Ray (SEM EDX) dihasilkan komposisi penyusun BST, terbentuk kristal BST dan ketebalan lapisan tipis
untuk BST 3 lapis memiliki ketebalan 302,02 ± 2,29 nm dan 523,23 ± 3,71 nm untuk BST 5 lapis . Hasil
karakterisasi dengan menggunakan X-Ray Diffraction XRD dan dengan bantuan analisa (General
Structure Analysis System) dan data Base ICDD (International Center for Diffraction Data) diperoleh hasil
bahwa BST yang terbentuk berupa kristal tetragonal dengan space group P 4 m m. Tingkat kekristalan
yang terbaik dihasilkan oleh BST yang dibuat pada suhu annealing 8000 C, dan waktu tahan 3 jam.
Pengujian sifat listrik dilakukan dengan terlebih dahulu menghubungkan lapisan tipis BST dengan
elektroda alumunium (Al) menggunakan metode evaporasi thermal untuk membentuk konfigurasi Metal
Ferroelectric Metal (MFM). Hasil pengukuran nilai RCL nilai kapasitansi BST tidak berubah secara
signifikan terhadap perubahan intensitas cahaya, sedangkan nilai Resistansi (R) mengalami perubahan
secara linear. Dengan pemberian intensitas cahaya antara 160 -1120 lux dihasilkan nilai resistansi 3,5 ~
5,7 MΩ untuk 3 lapis BST dan 3,2 ~2,7 MΩ untuk 5 lapis BST, sedangkan nilai Kapasitansi (C) stabil pada
100 PF untuk 3 maupun 5 lapis BST. Integrasi sensor dengan pemberian sinyal pulsa pada tegangan 1 volt
dan frekuensi 100 kHz, dan dihubungkan dengan resistor 100 KΩ, sehingga membentuk rangkaian
diferensiator, pemberian cahaya dengan intensitas 160 ~ 1120 lux, akan menyebabkan perubahan
tegangan pada sensor menjadi 155 mvolt~180 mvolt untuk 3 lapis BST dan 160 ~190 mvolt untuk 5 lapis
BST.
Pembuatan Prototipe Sensor Cahaya Menggunakan Bahan Ferroelektrik Ba 1-xSrxTiO3
Kata kunci : BST, Chemical Solution Deposition, Metal Ferroelectric Metal (MFM)
Jamaluddin, Anif; Iriani, Yofentina; Budiawanti, Sri
Fakultas KIP UNS, Penelitian, BOPTN UNS, Hibah Bersing, 2012
Penelitian ini bertujuan untuk membuat prototipe sensor cahaya dengan menggunakan bahan
ferroelektrik berupa lapisan tipis Ba1-xSrxTiO3 (BST). Pembuataan lapisan tipis BST menggunakan
metode Chemical Solution Deposition dengan bahan dasar berupa Barium Asetat [Ba(CH3COO)2],
Strontium Asetat [Sr(CH3COO)2], Titanium Isopropoksid [Ti(C12O4H28)] dan Acetic Acid dan Ethylene
Glycol sebagai bahan pelarut. Bahan dasar dan pelarut dicampur dengan cara diaduk dan dipanaskan
untuk membentuk sol-gel BST. Sol-gel BST diletakan pada spin coater di atas substrat silikon (Si) dan
diputar dengan kecepatan 4000 rpm. Proses thermal dilakukan berupa hydrolisis, phyrolisis dan
annealing untuk pembentukan kristal BST. Pada tahun pertama, komposisi BST yang telah dibuat adalah
Ba0,8Sr0,2TiO3, Variasi yang telah dilakukan meliputi : suhu annealing 7000 C, 8000 C dan 9000 C, dan
waktu tahan 1, 2, 3, 4 jam, serta variasi jumlahlapisan 3 dan 5 lapis BST.
Pengujian sifat material dilakukan dengan menggunakan Scanning Electron Microscopy – Energy Dispersi
X-Ray (SEM EDX) dihasilkan komposisi penyusun BST, terbentuk kristal BST dan ketebalan lapisan tipis
untuk BST 3 lapis memiliki ketebalan 302,02 ± 2,29 nm dan 523,23 ± 3,71 nm untuk BST 5 lapis . Hasil
karakterisasi dengan menggunakan X-Ray Diffraction XRD dan dengan bantuan analisa (General
Structure Analysis System) dan data Base ICDD (International Center for Diffraction Data) diperoleh hasil
bahwa BST yang terbentuk berupa kristal tetragonal dengan space group P 4 m m. Tingkat kekristalan
yang terbaik dihasilkan oleh BST yang dibuat pada suhu annealing 8000 C, dan waktu tahan 3 jam.
Pengujian sifat listrik dilakukan dengan terlebih dahulu menghubungkan lapisan tipis BST dengan
elektroda alumunium (Al) menggunakan metode evaporasi thermal untuk membentuk konfigurasi Metal
Ferroelectric Metal (MFM). Hasil pengukuran nilai RCL nilai kapasitansi BST tidak berubah secara
signifikan terhadap perubahan intensitas cahaya, sedangkan nilai Resistansi (R) mengalami perubahan
secara linear. Dengan pemberian intensitas cahaya antara 160 -1120 lux dihasilkan nilai resistansi 3,5 ~
5,7 MΩ untuk 3 lapis BST dan 3,2 ~2,7 MΩ untuk 5 lapis BST, sedangkan nilai Kapasitansi (C) stabil pada
100 PF untuk 3 maupun 5 lapis BST. Integrasi sensor dengan pemberian sinyal pulsa pada tegangan 1 volt
dan frekuensi 100 kHz, dan dihubungkan dengan resistor 100 KΩ, sehingga membentuk rangkaian
diferensiator, pemberian cahaya dengan intensitas 160 ~ 1120 lux, akan menyebabkan perubahan
tegangan pada sensor menjadi 155 mvolt~180 mvolt untuk 3 lapis BST dan 160 ~190 mvolt untuk 5 lapis
BST.