Pengembangan Bahan Luminisensi dan Aplik

Prosiding Seminar Nasional Material 2012 Fisika – Institut Teknologi Bandung

Pengembangan Bahan Luminisensi dan Aplikasinya untuk
Lampu Hemat Energi
C. Panatarani*, B. M. Wibawa, D. Hidayat dan I M. Joni
Lab. Sistem Instrumentasi dan Pemrosesan Material Fungsional
Jurusan Fisika, Fakultas MIPA, Universitas Padjadjaran
Jl. Raya Bandung-Sumedang KM 21 Jatinangor 45363
* Email: c.panatarani@phys.unpad.ac.id
Abstrak. Penelitian dan pengembangan bahan luminisensi untuk aplikasi lampu hemat energi (SSL) telah dilakukan di
Laboratorium Sistem Instrumentasi dan Pemrosesan Material Fungsional, Jurusan Fisika, Fakultas MIPA, Universitas
Padjadjaran. Pengembangan tersebut meliputi pengembangan peralatan sintesis dan karakterisasi bahan, pengembangan
metode pemrosesan bahan luminisensi, pengembangan bahan luminisensi, pengembangan model fisis dan
pengembangan aplikasi bahan luminisensi.
Kata kunci: luminisensi, phosphordan SSL.

PENDAHULUAN
Bahan luminisensi (phosphor) secara umum
merupakan bahan yang dapat mengkonversi berbagai
tipe energi menjadi radiasi elektromagnetik[1]. Radiasi
gelombang elektromagnetik yang diemisi oleh bahan

luminisensi biasanya dalam daerah cahaya tampak,
tetapi dapat juga pada spektra lain seperti ultraviolet
atau infra merah.
Peristiwa luminisensi berbeda dengan peristiwa
radiasi benda hitam. Dalam pencahayaan buatan yang
memanfaatkan peristiwa radiasi benda hitam (obor,
lampu pijar dan sebagainya), sebagian besar energi
yang mengalir dari bahan bakar diubah menjadi panas
dan emisi yang dihasilkan akan didominasi oleh
spektrum infra merah yang tidak terlihat oleh mata [2].
Dalam teknologi lampu hemat energi (lampu zat padat,
SSL),
bahan
bakar
yang
berupa
energi
listrikdipasokdarisumbereksternalkedalam
LED.
Listrik yang diaplikasikan merupakan panjar maju

terhadap p-n junction dari bahan semikonduktor yang
membentuk LED, dan elektron yang bermuatan
negative serta lubang yang bermuata npositif
diinjeksikan kedalam bahan semikonduktor. Elektron
dan lubang akan terperangkap di dalam suatu lapisan
aktif dimana keduanya berekombinasi menghasilkan
foton monokromatik pada tingkat energy yang sesuai
dengan bandgap bahan semikonduktor. Foton tersebut
diekstraksi dari bahan semikonduktor dan dikonversi
menjadi cahaya putih. Oleh karena itu, teknologi SSL
dapat dipandang sebagai teknologi siklus hidup foton
dan LED menjadi jantung dari teknologi SSL tersebut
[2].

Dalam rangka mewujudkan teknologi SSL, metode
sintesis bahan luminisensi yang efisien, alat sintesis
dan karakterisasi serta pemodelan fenomena fisis baik
dalam
pemrosesan
bahan

maupun
aplikasi
dikembangkan di Lab. Sistem Instrumentasi dan
Pemrosesan Material Fungsional, Jurusan Fisika,
FMIPA, Universitas Padjadjaran. Tulisan ini akan
difokuskan pada pembahasan pengembangan bahan
luminisensi dan aplikasinya untuk SSL yang telah
dilakukan, kondisi terkini dan rencana masa depan.
Pengembangan tersebut dibiayai dari berbagai dana
penelitian antara laindari Direktorat Jendral
Pendidikan Tinggi (DIKTI), Kementerian Negara
Riset dan Teknologi, Indonesia Toray Science
Foundation, Loreal-Unesco for Women in Science dan
dari Universitas Padjadjaran.

PENGEMBANGAN BAHAN
LUMINISENSI
Pengembangan Alat Sintesis Bahan
luminisensi
Pengembangan awal yang dilakukan adalah

rancang bangun alat utama untuk mensintesis bahan
luminisensi. Alat tersebut meliputi tungku (furnace)
yang dapat bekerja sampai temperatur tinggi untuk
pembentukan kristal bahan luminisensi (anorganik)
dan untuk keperluan proses aktivasi doping yang
sebagian besar berasal dari logam tanah jarang.
Tungku yang dibangun adalah tungku tertutup
(muffle furnace) dan tungku tabung. Tungku tertutup
digunakan untuk sintesis bahan dengan metode larutan
sederhana maupun metode sol gel [3,4]. Tungku

10

Prosiding Seminar Nasional Material 2012 Fisika – Institut Teknologi Bandung
tertutup tersebut juga
masih dimungkinkan
penggunannya untuk metode zat padat (solid state) dan
metode lainnya. Tungku tabung dirancang untuk
pemrosesan bahan dalam bentuk partikel maupun film
dengan proses aerosol dekomposisi (spray pyrolysis)

[4]. Tungku tabung suhu rendah (