Prosiding Seminar Nasional Fisika dan Terapannya IV - Prooseding SNAFT IV
Ur',,:lvf,rtstl As
m{G
*slsls*tffiffiilt"*
n
IY
'**the r -l{} I'l
:
"f*ra*
Fisika da*
anny* S*b*g*i &tl*dal P*ngembangan
Kem*ndirian *anEsa Ci Bidar"S P*ndidika*, M*diE, dan lndustri"
#
S*p*rtemen Fisik*,
Fakultas Sains cian Teknologi
Universitas Airlangsa
ISS*'": 3*4.}?-;:lt
!
SUSTINAN PANITIA
SEMINAR NASTONAL FISIKA
DAT.I
TERAPANNYA IV 2014
Steering Committee:
Dekan Fakultas Sains dan Teknologi
Prof. Win Darmanto Ph.D.
Wakil Dekan I Fakultas Sains dan Teknologi
Dr. Nanik Siti Aminah, M.Si.
Wakil Dekan Il Fakuttas Sains dan Jeknolo8i
Wakil Dekan III Fakultas Sains dan Teknologi
Drs. Pujiyanto, MS
Ketua Departemen Fisika
Drs. Siswanto, M.Si.
Drs. Hery Purnobasuki, M.Si., Ph.D.
Organizin! Committee
Ketua
Dr. Suryarri Dyah Astuti, M.Si
Sekretaris
Dr. Andi Zaidan, M.Si
Bendahara
Dyah Hikmawati. S.Si., M.Si
Sie Tim Naskah
Prof. Dr. Suhariningsih
Drs' Siswanto, M.Si.
Dr. Retna Apsari. M.Si
Dr. Mohamad Yasin, M.Si.
Drs..R- Arif Wibowo, M-Si.
Drs. Bambang S., M.Si.
i
.:l
rl
t.
l
Sie Prosiding (ISBN)
Yhosep Gita Y., S.Si
Samian, S.Si., M.Si,
Winarno, S-Si.. M.Si
Sie Dana
Drs. Pujiyantci, MS
Dr- Soegianto S, M.Si.
Dr.Prihartini Widiyanti.,drg-,M.KesFadli, M.T
Sie Acara
Ii-. Aruinatun, M.Si
Nuril Ukrowiyah S.Si., M.Si
Franky, M.T
t,
Sie Promosi, Akonrodasi, dan Gedung
AdriSupardi. MS
: Drs.
Herlik Wibowo, S.Si., M.Si.
Drs. Tri Anggono P.
Supadi, M.Si
Imam Sugiarto
Rochim
Sie rrVebsite
Farid Ardiansyah. S.Kom (USI)
M. Farid (Fisika)
Sie Konsumsi
: Lis Wismaningtias, S.Sos.
Endang S, S.Sos.
-,
.
Sie Kesekretariatan
,-:
:,
: Dr. Khusnul Ain
:Bayu
May
-
Mufid
trL
'--- fsdjar
Sie Dokumentasi
-
-: Imarn Sapuarl S-Si.,
.Dcni
Sie Perlengkapan
--
M.Si
Arifianto, S.Si.
-.: Drs. Djonilzak R., M.SiJ*n Ady, S.Si., M.Si.
-.
Agss Supriyadi
Agus Sudaryanro
Halili
..
Deni nkazatr
-,-.r'-::.
'I,
Sarnidi
..
Jemawan'
;-
'";;:'L
s
DAFTAR ISI
Halaman
i
'
-.--i: o r r:^:1.^
Sambutan Ketua Progam Studi Sl Fisika'....
Kata Pengantar Ketua Panitia -.-.'-.Susruran Panitia
Daftar Isi ...............
iii
v
A. BIDANG KAJIAN BIOFISIKA,
Melalui Penggunaan
Regenerasi Tulang Femur Pada Tikus Putih (fialrrs Nontegictrs)
Filler
Bone
Hiiroksiapatit Dari Tulang Sofong (Sepia.Sp') Seba'gai
AI
penggunaan Ekstrak Daun Binaho ng (Bassela Rtbra Linn) sebagai Zat Peka pahaya
Tioi--Nano Partikel Dalanr D|'e-Sensitized Solar Cel/ (DSSC)
Hardgni, Hendra, Muh. Imon Darnnwon, Cari, Agtts Supriyanto -.
Asma'
Identifikasi Sifat Kelistrikan Titik Akupuntur urrtuk Diagnosis Penyakit
Norienna VR, Welina R.K, Tri A.P
A9
B. BIDANG KAJIAN FISIKA INSTRUMENTASI
Dengan Metode Geolistrik Antar
Pantauan Terhadap Pergerakan Fluida Bawah Permukaan
Waktu
Teguh Ardianto, Suhayat Minardi,
BI
Alfina Trurida Aloydrus ""'
Uji Konsistensi Kualitas Lampu Tabung Dengan Piranti LDR
Fiqhri H M, Agus B P, Joler S M, Banbang M'E'J'
B6
Pembuatan Piranti Pendingin Termoakustik Gelombang Berjalan
Catching Windou' inlnre Frekuensi Limit Berbasis Mcs5
Gamelan Pelog Jawa Timuran
Joko Catur Condro CahYono -.---
I
BIO
Pada Pengembangan Alat Penyelaras
Bl5
Datalogger Berbasis
Pengukuran Perubahan Suhu Dan Kelembaban Udara Menggunakan
Atmega 8535 DiKota Matardm NTB '
Kuruiawidi"
Laili Mardiana, Kasnawi Alhadi, LiIy MoysarMngraini, Dian Wiiayo
lmplementasi Jaringan Syaraf Tiriran-Fada Mikrokontroller AVR
Neuropathy
Kl asifikasi S inyal Eiectromygraphy Norm al' Myopathy, Dan
Triwiyanto...
Bl8
ATmegal2S4P Untuk
Jenis Katatonik Di
Analisis Electro conrmlsive Therapy (Ect) Pada Penderita Schizopherenia
RSJ Dr. Radjiman Wediodining4at Lawang
Fadli Ama, Suyanto, Fuqd Ama
Pengendalian Dan Monitoring Lampu Lalu Lintas Berbasis P'lc Siemens 57-200
Aplikasi
Rancang Bangun Sistem Pengendati Daya Dan Waktu Luse. biodu Sebagai
Laserpunktur Secara Otomatis
Dyah ll/ulatt Putri Prodani, welina Ratnayanti K, Tri Attggono Priio .....-.----
B2l
8.76
B.32
834
Gopro Sebagai Pemantau
Sistem Pesawat Trikopter Bertasis Ardupilot-Menggunakan Kamera
Keamanan Lokasi
Sigit lYasista, Setiowardltana--.----."""
Biofourtak
""""""""""
: Inovasi Motor 4-Tak Be$ahari Bakar Bi6gas
Flasback Arestore Savety Device Pada Karburator
..""'-"":""""
Yousida
Harisni......
MO
Dan Bensin Dengan Penerapan
B.45
C. BIDANG KAJIAN FISIKA MATERIAL
f(_omposit -Hidroksiapatit-Gelatin-l lendronate Sebagai Injectable Bone Substitute Dalam
Mengatasi Defek Tulang Akibat Osteoporosis
A[ian Pramudita Putru, Agresta Afianti lfada, Annisa Aulia Rahntoh, Fotkhunisa
CI
Potensi Ekstrak Daun Teh (Camrnellia Sinensis L. Kunrze) Untuk Inhibitor Laju Korosi pada
Pipa Baja Karbon Sebagai Penyalur Gas Dalarn Media Korosif ranah
Anindia R Puril , Djan Adi, Siswanto....:......-.-....-. ....-.....-.............-..:.............
C6
Poly-L-Lactid Acid (PLLA) Dengan Coating Chitosan Sebagai Kandidat Spring-Loacled Silo
Untuk Bayi Penderita Gastroschisis
Dio Nurdin setiawon, Rizki Firsta wahyaliawari, Evelyne calisto, Azizah Fresia
Rosdioni, Ewing Dion Setyadi, Prihortini lyidiyonti.--_...:................
ct2
Karakterisasi Morfologi Variasi Coating Kitosan-Glutaraldehid Terhadap Hollow-Fiber pofi,
L-Lactic Acid (PLLA) Sebagai Kandidat pembuluh Darah
Dio Nurdin Setiowan, Prihartini Widiyanti. Djoni lzak R
ct7
Karakteristik Morfologi Hollow Fiber Poly L-Lactic Acid (Plla)
Sebagai Kandidat Pembuluh Darah
-
Kolagen Berlapis Kitosan
Dita Ayu Mayasari, Prihartini ll/idiyanti, Djoni lzak Rudyardjo-.....
Sifat Fisis Polimer Komposit
Susilawati, Aris Doyan, Edy Kurniawan ....-..................:..............
Karakteristik Papan Ko#posit Eceng Gondok Dengan Matrik poly Vinyl Acetare
Aris Doyon, Susilawoti, Muhamnrcd Multaztm.....-..;....-.......... ..........................-...
Pembuatan Prototipe
D)," Sensitized Salar Cetts (DSSC) Berbasis Nanopori
c30
Tio
Memanfaatkan Ekstraksi Klorofil Dau, Kenikir (cosmos caudatus Kunth)
Hendra Darmaja, , Hardani, M. Iman Darmawan, Cari, Agus Supriyonto..-.:........-...........-...
c38
Pengaruh Dispersant Polietilen Gtikol dan Triton X 100 terhadap Stabilitas Fotokatalis dan
Aglomeritas Suspensi Nanopartikel TiOl dalam Dirt-Free paint
Dyah f:witri, Nur Fadhitah, Nurfoditah, cindy claudia Febiora, Ibnu Taufan,
Rima Fitria Adioti .........
c43
Pengaruh Penambahan Kromium (Cr) Terhadap Karakteristik Paduan Kobalt Dengan Metode
Metalurgi Serbuk
SB.l{idia Reqly Biharu Hoyati, Dyah Hikmawati, Jan Ady....-..-.-...
c48
Efek Temperatur Dan Waktu Pemanasan Terhadap Ktrat Tekan Komposit Berpori Berbahan
Dasar Limbah Kaca
sulhadi, Nur Hasonoh, Meiriani Ismu saviti, Mahardika prasetya
Aji
c53
Efek Penambahan Calcium Fluoride (CaF ) Terhadap Karakteristik Semen Gigi Nano Zinc
Oxide Eugenol (ZOE) Dan Aluminium Oxide (AlzOr)
Triyas Marweni, Siswanto, Djony luak.
.-..-..-......:.....-.........-...-.--..-.
Sintesis Nanohidroksiapatit Dari Tulang Sotong (Sepia.Sp.) Dengan Me6de
Karakterisasi Secara
In viuo
Sebagai Bahan Implan
Zulifah I.N, Aminatun, Siswanto.
tulang lron e Ripair)
Milling Dan
Sintesis Dan Karakterisasi Hidrogel Kitosan-Glutaraldehid dengan Penambahan plasticizer
Gliserol Untuk Aplikasi Penutup Luka
Djony Izak Rudyyrdjo
c65
Pengaruh Variasi Komposisi Biokomposit Hidroksiapatit/Ifitosan Dan Gentamicin Terhadap
Sifat Makroskopik Untuk Implan Tulang
5
c74
Pembentukan Jalinan
Ikat Silang (G'oss Linking) Pada (Jltra High Molecular
Weight
Pol.,-ethvlene (Uhm*pe) Sebagai Kandidat Bantalan Seirdi Menggunakan Radiasi Gamma
b
Mayang Viorita, Siswanto, Atlri
Supardi
.-
Profil Bahan Cetak Gigi Alginat Berbasis Natriunr Alginat Dari Sargasun
Prihsrtini lYidiyanti,
Freeze Dried
-
Siswanto.....
C82
Sp Selat Madura
C92
Amniotic Membrane Glutaraldehid Dengan Coating Dopamin-Kitosan Sebagai
Lapisan Otak (Duramater) Artifisial
Prihartini )Yidiyanti, Agresta AJianti lfoda, AIfian Promudita Putra, Annisa Aulia
Rohma, Muhontmad Husni lbrahim, Ludita Woro Indrio
C97
Karakterisasi Morfologi Terhadap Paduan l{ollov,Filter Pol1, L-Lactic Acid (PLL,\) -Kolagen
Coating Kitosan Sebagai Kandidat Pembuluh Darah
Agresta AJianti lfada, Prihartini lYidiyonti, Djoni lzak'R
................ Cl0O
Studi Fabriksi Dye Sensitized Solar Cells (DSSC) Menggunakan Ekstraksi Bahan-Bahan
Organik Alam (Celosia Argentums Dan Bougenville)
Muh.Iman Darmawan, Hardani, Hendro Darnnja, Cari, Agus Supriyanto..
cr03
Pengaruh Suhu Deposisi Pada Struktur Dan Sifat Optik Film Tipis Zno:Ga
@
Putat Marwoto, Fatiatun, Sulhadi..-..
Studi Awal Sifat Dielektrik Komposit PVDF/SiO2
lYoro Segtarsih, Lydia Rohmowati, M. Sukron
........:;... CllZ
D. BIDANG KAJIAN FISIKA OPTIK
Perrgukuran Konsentrasi Sukrosa Nira Tebu D€rrgan Menggunakan Polarimetri Optik
Mutnwinnsh, fntont RoJi'i, Eadhah
Purwqndari
Dl
Karakteristik Sifat Thermo Optic Directionat Coupler Jenis Silica Singlemode Smf-28 Berdasarkan
Kemampuan Menghantar Daya
Sujito, Arif Hidayat, Yuni Priyatin.......,.......
D5
E. BIDANG KAJIAN PENDIDIKAN FISTKA
Pengembangan Modul Kontekstual Fisika Kuritculum Garuda 2013 Untuk SMA Pada Pokok
Bahasan Radiasi El€ktromagnetik
Kiar Vansa Febrianti.....
El
Pengaruh Alat Peraga Kotak Energi'Model Inkuiri Terbimbing (Apkemit) Terhadap Hasil
Belajar Fisika Ditiqiau Dari Kemampuan Awal Siswa
Badiono Basuki, Aris Doyan, Ahmad Ho$oho --..---...---..
EI I
Pengembangan Bahan Ajar Cai
Meningkatkan Hasil Belajar Siswa
.
Sudi
Ipa Dengan
Pendekatan httegrutive Leanting Untuk
Dul Aji, Tutik 5etyowati1...............
...;.................
EI6
Pengaruh Pembelajaran Kolaboratif Murder Dan Motivasi Terhadap Hasil Belajar Fisika
Peserta Didik Sma Negeri 7 Kota Makassar
F. BIDANG KAJIAN FISIKA TEORI DAN FISIKA KOMPWASI
Penerapan Markov Chairi Untuk lrediksi Curah Hujan Harian, Studi Kasus Kabupaten
Bulukumba. Sulawesi Selatan
Agussalim, A.J. Patandeun, Nasiul lhsan....-.........
Fl
Pemodeian Dan Simulasi Biomekanika Gait System Menggunakan Software Scilab 5.5.0
Akif Rohmatillah...-.......................i...
F5
Solusi Persamaan Dirac Dengan Spin Simetri Untuk Potensial Scarf Hiperbolik Plus Coulomb
Like Tensor Dengan Metode Polynomial Romanovski
d
Alpiana Hidayatulloh,
Suptrmi...
FlO
Peningkatan Kinerja Sistem PV/T Dengan Kolektor Udara: Analisis Termodinanrika Dan
Fotonik
Dadan Homdani, Yuki Novia Nasution, Supiyanto
....................
Fl4
Deteksi Anomali Paru-Paru Dengan Metode Rekonstruksi Proyeksi Balik Dalam Tomografi
Impedansi Elektrik
Khusnul Ain, Deddy Kurniadi, Suprijonto, Oerip
Santo.so.....--.........
F2l
Pemodelan Gaya Berat Untuk Mendeteksi Keberadaan sesar Di Pulau Lombok
Suhayat Minardi, Teguh Ardianto, Alfina Tourida
Ataydrus.........................
F28
Analisis Sifat Hujan Di Wilayah Bandung Dan Sekitarnya Berbasis Observasi Permukaan Dan
Satelit TRMM
Arief Suryantoro....--......'.
F33
Kontrol PID Untuk Kontrol Sudut Sudu Turbin Screw
Dwi oktavianto llahyu Nugroho, Djoko Purwanto, Dedet candra
Riawail
F40
Studi Numerik Water Hammer Dalam Pipa Dengan Menggunakan Metode eksplisit Ffnire
DifferenceLax
GinonjarAdhika Jiwandoko, Gunawan Nugroho
F45
Sistem Ekstraksi Ciri Sinyal Suara Berbasis Mel DauBark Frequency Cepral Coefficient
Karkma Trinanda Putrar, Dioko Purwanto, Ronny Mardiyanlo..-............
F50
Penyelesaian Persamaan Dirac Pada Potensial Poschl-Teller Trigonometrik Plus Potensial
Tensor Tipe Coulomb Untuk Kasus Pseudospin Simetri Menggunakan Polinomial
Romanovski
Analisis Metode Lintasan Feynman Pada Interferensi l, 2 Dan 3 Celah
Mahendra Satria Hadiningrat, Endarko, Bintoro Anang Sabagto
..
F57
Sistenr Pendeteksi Obyek Menggunakan Local btnary Pattem Histogram Pada Aplikasi
Sentice Robot
Riza Agung Firmansyah, Djoko Parwanto, Ronny
Mardiyanto.-..-.--...-._-
Simulasi Penentuan Tampang Lintang Removal Makroskopik Neutron Cepat
Lokal Untuk Bahan Perisai Radiasi Menggur.rakal Program MCNP5
Sapiraddin -
l4 Mev
F6l
Semen
F65
Penyelesaian Persamaan Drac Untuk Potensial Eckart Hiperbolik Dengan Tensor Pseudospin
Simetri Menggunakan Metode Hipergeometri
Tri layanti, Suparmi,
Cqri......--..--
F69
Solusi Persamaan Scktidinger Bergantung Waktu Menggunakan Metode Finite Diference
Time Domain Quantum GDD-Q)
Williana, Bansawang Bf, Eko Juarlin
F73
Kajian Ah Initio Struktur Amorph Dan Liquid Serta Sifat Elektrik Gold Nanoparticle
A. Aufo Fuad, Andi Zaidan, Adri Supardi .-..-.-...-..
F79
Pengaruh Besar Turbulensi Terhadap Performansi Peningkatan Kecepatan Angin Lokal pada
Di/fuser-Augmented Wind Turbine (Dawt) Dengan Variasi Sudut F/azge
M Nurur Rochmant, Nasutiotr, Gunawan Nugroho.-.-,
-._----...-..- -....
F84
Studi Awal Interaksi Situs Aktif Asetilkolinesterase Dengan Molekul Asetikolin Dan
Rivastigmine Dengan Menggunakan Teori Fungsionaf Kerapatan. .
Ve ra K h o i ru n is a, Masrufaiy o h, Fati ru aiu zzoh ro, F e b d i a n Ra syd i .
-
-..
-.
-.
F89
Penyelesaian Persamaan Dirac Pada Potensial Pbschl-Teller Trigonometrik Plus Potensial
Tensor Tipe Coulomb Untuk Kasus Pseudospin Simetri Menggunakan Polinomial
Romanovski
o lida Ism o tu llo h, ST., Na ru I Fitri an i,
Kh
C o ri, S up
a
rnrf ..................
F90
K-Nearest Neiglrbor
Klasifikasi Citra Papsmear Eerbasis Fitur Tekstur DanF]U0,ty
p"*rntt, irie| sustolrti, .-...--...-........""""""""""':""""
aiiii
P Dan S Di Jawa Tengah Dan
Estimasi Modelsatu Dimensi Kecepatan Gclombang
Timur
.
Prosiding Seminar Nasional Fisika Terapan lV
Departemen Fisika, FST, Universitas Airlangga, Surabaya,l5 Nopember 2014
ISSN :2407-2281
PENGARUH SUHU DEPOSISI PADA STRUKTUR DAN STFAT OPTIK
Film Tipis ZnO:Ga
Putut Manyoto*, Fatiatun dan Sulhadi
Materials Research Group, Jurusan Fisika
FMIPA Universitas Negeri Semarang
Kampus Sekaran Gunungpati Semarang 50229
*Email : pnurwoto(gyahoo.com
Filnt tipis Zn:Go teloh dideposisikan dr,rgr,rl?:,:;:dr-mcignetron st)uuering (homemade) di atas nbsttat
kaca ktrning pada tekanart cleposi.ri 500 niorr- Film tlitumbuhkun masing-mu.sittg puda suhu 350'C dun 45$'CStraktur dan .rifat optik film tipis 1'ang dideposi.rikan telah dikarakterisa.ri dengan nrenggunakan EDX, XRD dan
'spcktrofotomeler UV-vis. Analisis dengan EDX menunjukkan bahwa .film yang terdepiiisi mentpakan .fitrm tipk
ZnO:Ga. Hasil invesligasi dengan XRD uenunjukkan bahwu .fitm tipis ZnO:Ga t,ang dideposisika, nrr*poiou
polila'istalin dengan struktur heksagonal rwrlzite yong menrpwryai arah orientasi sttnrbu-c tegak ltuus pada sibsu.ot.
Filn ZnO:Ga yang dideposisikan pada suhu-350 mempunyai kualitas h.istal )'ang lebih baik dibandingkan dengan
.film yang dideposi.rikan pacla suhu 45fC, Ha.sil obsentasi dengan SEM menunjnkkon bahvn fitm ZQ:Ga ying
dideposisikan pada suhu 35(fC nenpwq'ai uku'an butir v-ang lebih besar dibandingkan tlengan
fil^ yons
clitumbuhkan pada suhu deposisi 450'C. Film tipis ZnO:Ga vang ditltmbrthkan padi suhu ji0'C'.^"niopii
transnitansi optik - 85u1. Filn tipis ZnO:Ga vang ditumhuhkan pada .suhu 350'C nrenrpunvai energi bandgap
-i,l7
eV. sedcorgkan.filn tipis ZtO:Ga vang dideposisikan padasilhu 45f C mempunyoi energi bandgap
-J,23 eV.
Kata kunci : Film tipis ZnO:Ga, dc rnagnetron iputtering
PENDAHULUAN
ITO (indium tin oxide) telah digunakan
dengan nletode dt: magnetron sputtering [8]. Dalam
penelitian ini telah dipelajari pengaruh suhu deposisi
pada struktur mikro dan sifat optik film tipis 7*a:Ga
yang dideposisikan dengan metode dc magnetron
sebagaj
orde) sep'erti
bahan TCO (transparcnt conductive
elektroda transparan dalam sel surya, pandl display
plasma dan sebagainya. Bahan yang diaplikasikan'
sebagai TCO harus mempunyai sifat transparans yang
tinggi dalam daerah tampak, resistivitas rendah, dan
stabil terlradap panas. ITO digunakan
sputtering.
EKSPERIMEN
Film tipis ZnO:,Ga dideposisikan pada zubstrat
karena
'mempunyai sifat optik dan elektrik yang bagus [l].
Filq tipis ITO mempunyai konduktivitas - l0a ohm-l
cm-' dan transmitansi -857o- dengan bandgap -3,7 eV'
I2l. Namun demikian, bahan rersebut memiliki
kelemahan, yaitu biaya produksi yang tinggi, dan
stabilitas yang rendah []. Oleh karena itu. perlu
dikembangkan material baru yang mempunyai sifat
kaca korning dengan menggunakan reaktor homemode
dc-magnetron sputtering pada tekanan 500 mtorr.
Target berbentuk pelet berdiameter 2,5 cm dcngan
massa total l0 gram dibuat dari serbuk ZnO dengan
kerrurnian 99,999yo. Sertuk Ga2O3 dengan kernurnian
99,999Yo ditambahkan pada target ZnO sibagai doping.
Dalam eksperimen, telah digunakan 2% (massa) doping
Ga. Sebagai gas sputrering telah digunakan gas axgon
dengarr
kemurnian tinggi. Substrat benrkuran
yang lebih bagus tetapi masih efisien secara ekonomiZnO (zinc o-ude) merupakan bahan semikonduktor
yang memiliki bandgap - 3,37 eY dengan aplikasi yang
luas di bidang elekronik dan optoelektronik [3]. Selain
itu. material ZnO berharga murah dan non-toksik [4]Akan tetapi ZnO mempuyai kelemahan. yaitu dapat
mengalami penunrnan konduklivitas
listrik
lxl
menggunakan pembersih ultrasonik,
Masing-masing
rnempunyai jejari yang hampir sama dengan zinc lZn)
sehingga hanya .menyebabkan deformasi kekisi yang
kecil meskipun konsentrasi Ga tinggi. Selain itu, Ga
kurang reaktifdan lebih tahan terhadap oksidasi [6].
Salalr satu teknik fabrikasi ZnO:Ga yang populer
adalalr teknik sputtering [6,7,8]. Pada kertas kbrja
sebelumnya, telah dilaporkan pengiuuh tekanan gas
argon pada sifat filnr tipis ZnO:Ga yang dideposisikan
sampel film
tipis
ZnO-.Ga
dideposisikan dalam wakru I jam dengan suhu 350'C
disebabkan teg'adinya proses resapan kimia
merupakan bahan yang paling menjanjikan karena
mempunyai beberapa keuntungan, yaitu atom Ga
kernudian
dikeringkan sebelum dimasukkan ke dalam reaktot
yang
(chemisorptioa) gas oksigen pada permukaan film tipis
ZnO I I ]. Unsur-unsur golongan III seperti B, ln, Al dan
Ga biasa digunakan unnrk meningkatkan konduktivitas
ZnO [5]. Di antara bahan doping, gallium (Ga)
-tingkat
cm= dicuci dengan larutan aseton dan rnetanol
dan 450oC.
Setelah proses deposisi, komposisi elemen-cternen
dan senyawa yang rerkandung dalam film ZnO:Ga
yang terdeposisi dianalisis dengan menggunakan
ener&v- dispersive X-ray (EDX), sedangkan struktur
kristalnya diinvestigasi dengan menggunakan analisis
X-t'ay
radiasi
difractiott
(XRD)
dengan
2 = 0, 15406 nm). Struktur morfologi lilm
diobservasi dengan menggunakan Scanning EleAran
6:1111, (
Microscope (SEM) dan sifat optik
film
dikarakterisasi dengan menggunakan
spektrofotonreter.
cL07
ZnO:Ca
LIV-vis
at
Prosiding Seminar Nasional Fisika Terapan lV
Departemen Fisika, FST, Universitas Airlangga, Surabaya,15 Nopember 2014
ISSN :2407-22J1
HASIL DAN PEMBAHASAN
Sampel ZnO:Ga yang dideposisikan
di
aras
substratkacakorningpadatekanan400mtortdansuhu
deposisi 450'C telah dianalisis dengan menggunakan
spektroskopi EDX dan spektrumnya ditunjukkan pada
l.
Gambar
Spektrum
EDX film tipis yang
dideposisikan rnenunjukkan komposisi elenren-elemen
oksigen (O) 29,43 o/,, seng (Zn) 5l ,90 Yo, dan galium
(Ga) 2,95 %. sedangkan dalam bentuk senyawa'
diperoleh ZnO 64,59 % dan GazO3 3,96 %.
Berdasarkan hasil analisis EDX tersebut dapat
ditunjukkan bahwa film tipis ZnO:Ga telah berhasil
l
:g"
I
E
101
450"C
d
didcposisikan dalarn eksperimen-
25
35
2
45
theth. (deBreel
55
Gambar 2. Spektrum XRD film tipis ZnO:Ga yang
dideposisikan pada suhu 350"C dan 450"C
Berdasarkan spekrum XRD film tipis ZnO yang
diperoleh dapat diungkap parameter strukrun ZnO:Ga
sebagaimana ditunjukkan pada Tabel l. C4tal si=c
dapat diukur dengan menggunakan formutra DebyeScherer [5]:
D = (O,9tr) l(B cos4)
D adalah diameter kekristalan pembentukan
film, / adalah panjang gelombang radias gsp"
dengan
(r=0,15406 nm) , padalah FWHM (radian) dan 6
adalah sudut Bragg-
Gamber l- Spc*trurn EDX sarnpcl firn ripis ZnO:Ga
Gambar 2 menrperlihatkan pola XRD film tipis
ZnO:Ga yang dideposisikan..pada tekanan 400 mtorr
dengan suhu suhu deposisi masing-masing 350"C dan
450'CrKedua film menunjukkan puncak difraksi yang
Tebel I Paramaer struknrr ZnO:Ga yang didqrosisikan
lang berbeda
bersesuaian pada bidang (002) dari struktur ZnO
heksagonal, yang menunjukkan bahwa pertumbuhan
butiran-butiran (grain) tegak lurus pada permukain
substrat
tl].
lnteruitas
relatif
bergautung
350t ke 450t
berpengaruh secara signifikan pada pola spektrum film
ZnO:Ga yang terdeposisi- Funcak-prtncak difraksi yang
bersesuaian pada bidang (100), dan pada bidang (l0l)
dan (004) yang lemah tampak pada film ZnO;Ga yang
450t. Pola difraksi tidak
menunjukkan puncak yang bersesuaian dengan Ga2C)3.
Hasil ini konsisten dengan eksperimen sebelumnya [8].
f)engan demikian, dapat dikatakan bahwa film ZnO:Ga
yang dideposisikan merupakan film polikristalin yang
mempunyai struktur heksagonal wurtzite dengan arah
orientasi sumbu-c tegak lurus pada substrat [7].Berdasarkan spekrum XRD lilm tipis ZnO yang
diperoleh dipat diungkap parameter struktur ZnO:Ga
sebagaimana ditunjukkan pada Tabel l. Cqttall'size
ditumbuhkan pada suhu
tlapat diukur dengan menggunakan fqrmula DebyeScherer [5]:
D =(0.9)) t(Bcos0)
350
450
pada
tenrperatur deposisi. Film ZnO:Ga yang ditumbuhkan
pada suhu 450oC rnenunjukkan intensitas yang le.bih
rendah dibandingkan Iilm yang ditumbuhkan pada suhu
350"C. Peningkatan zuhu dari
Suhu
uHi'
Konstant2 Cqstrl
20
.,
kekisi r
34,59
34,63
5, r 9
5.t7
(A)
size
(nm)
26
26
pada
srhu
ft.si
d
{f}
2,59
2J8
I
Pada Tabel
dapat dilihat bahwa peniagkatan
zuhu deposisi dari 350"C ke suhu 450'C menunjukkan
pergeseran sudut Bragg dari 34,59' ke 34,63" sdringga
spasi kekisi
d
berubah dari 2,59 A nrenjadi 2,58 A.
Pergeseran posisi sudut puncak difraksi (002) tersebut
konsisten dengan hasil penelitian Shin et. al []- Kedua
sampdl menunjukkan FWHM (0.3225) dancrystal size
yang sama (26 nm), namun konsranta kekisi-c dan
spasi kekisi d sedikit memendek ketika suhu deposisi
ditingkatkan dari 350o ke 450u. Dibandingkan dengan
ZnO standard (2044,45o dengan c : 5,71 A) [6],
kedua sampel menunjukkan sudut difraksi yang lebih
besar dengan konstanta c dan spasi kekisi d prg lebih
kecil. Hal ini terjadi karena jejari ionik Gar' (0,62 A)
lebih pendek daripada jejari ionik Znz* q0,74 lqMemendeknya konstanta kekisi-c kemungkinrn karena
meningkatnya jumlah ion Ga3* yang menyisip ke dalam
kristal ZnO:Ga [5]. Pada suhu 450oC, partkel-pertikel
yang berada di sekitar subtrat memiliki energi yang
tinggi sehingga sebagian partikel yang nreuurnbuk
c 108
Prosiding Seminar Nasional Fisika Terapan lV
Departemen Fisika,
FST,
Universitas Airlangga, Surabaya,15 Nop€mber 2014
ISSN :24O7-2281
substrat terpantul kembali dan menghasilkan tjlm
ZnO:Ga dengan orientasi bidang (t00), (l0l) dan
(004). Energi yang cukup besar akan mengakibarkan
arah orientasi pertumbuhan kristal beruUatr dan
menyebabkan menurunnya kristalinitas film ZnO:Ga
Stnrktur pennukaan dengan ukuran butir lebih
kecil (diameter .- 50 nm) dan lebih rapar dapar dilihat
pada film ZnO:Ga yang ditumbuhkan pada suhu 450uC.
Film tipis ZnO:Ga yang ditumbuhkan pada suhu45ffC
yang terdeposisi [6]. Tumbukan antara partikel dengan
substrat atau tumbukan antar partilkel bernergi tinggi
dapat menyebabkan terputusnya ikatan Zn-O maupun
Ga-O sehingga nrenurunkan derajat kristalinitas filrn.
Selain itu, akibat tumbukan partket berenergi tinggi
dapat menyebabkan arah orientasi kristal d:rlam bidang
mencapai substmr mempunyai energi yang tinggl
sehingga filnr yang terdeposisi membentuk kristal
Dengan demikian, dapat diungkapkan bahwa pada
eksprimen ini, peningkatan sulru deposisi dapat
menurunkan kualitas kristal film ZnO.Ga. Hasil ini
nrampat dan konrpak sebagairnana diperlihatkan pada
Gambar 3. Kirena energirrya cukup ringgi, pada suhu
450t molekul-molekul Ga2O_q arau ion-ion Cal* dapat
terdistribusi secara merata. Namun pada suhu substrat
mempuuyai struktur yang lebih homogin dibandingkan
film ZnO:Ga yang ditumbuhkan pada suhu
350t. Pada sulru substrat 450'C, partikel-partikel yang
dengan
(002) menjadi rusak, sehingga inrensiras puncak
spektrum XRD menunrn tajaq sebagaimana
ditunjukkan oleh spektrum XRD pada Gambarl.
dengarr'jarak antar atom yang lebih rapat dan
menghasilkan fihn dengan permukaan yang lebih
350"C,
bertentangan dengan hasil penelitian Shin et at [l] yang
melaporkan bahwa peningkatan suhu dari 100 - 300.C
dapat meningkatkan kualitas kristal. Munculnya
orientasi bidang (100) dan (l0l) juga dilaporkan oleh
Rakhsani et. al [9] dari film ZnO:Ga yang ditumbuhkan
dengan metode elektrodeposisi. Film ZnO:Ga lang
mempunyai orientasi bidang (004) juga telah diper-oleh
Xue et al [10].
Gambar 3 memperlihatkan struktur nrorfologi film
tipis ZnO:Ga yang diobServasi dengan menggundkan
partikel-partikel yan1 mencapai
sub$trat
energinya lebih kecil sehingga susunan atom-atomnya
lebih renggang. Hal ini menyebabkan ukuran butiran
lebih besar. Molekul Ga2O3 mempunyai massa yang
lebih besar dibandingkan dengan nrolekul ZnO,
sehingga distribusinya tidak merata seperri tampak
pada Gambar 3.
SEM. Film yang ditumbuhkan dengan suhu 350nC
menunjukkan permukaan filnt yang kasar dengan
ukuran butiran (grain size) berdiameter -t00 nm
dengan susunan yang rapat. Pada permukaan film
tersebut tampak butiran-butiran yang tersebar tidak
merata, agak menonjol dan berwarna lebih terang
dengan ukuran butir lebih besar Lerdiameter -150 nnr.
Butiran-butiran tersebut kemungkinan terbentuk daii
molekul-molekul GazOr atau ion-ion Ga3* yang
menggerombol dan membentuk cluster. -100 nm.
m
Gembar
{.
*r.o1,rr*ff*rrrn-lo a
Tmnsmitasi film tipis ZnO:Ga yang dideposisikan pada
suhu 350'C dan
l50t
Transmitansi film tipis ZnO:Ga sebagai fungsi
panjang gelombang dalam range antara 200 lfi)0 nm
telah diukur dengan menggunakan spektrofotometer
UV-vis diperlihatkan dalam Gambar
Hasit
4.
eksperimen menunjukkan bahwa suhu deposisi
berpengaruh pada transmiransi film tipis Znd:Ga-
Transmitansi optk film yang dideposisikan pada suhu
mencapai 85%o. Transmitansi ini sama dengan
transmitansi ITO [1,2] dan ZnO:Ga yang ditumbuhkan
350t
rf magnetron-sputtering tl l]. Film tipis
ZnO:Ga yang ditumbuhkan pada suhu j5d"C
mempunyai transmitansi optik yang lebih tirggi
dibandingkan dengan transmitansi film tipis ZnO:Ga
yang dideposisikan pada suhu 450'C. Hal ini terjadi
karena film yang dideposisikan pada suhu 45-0t
mempunyai kualitas kristal yang lebih rendah dan
kerapatan yang lebih tinggi dibandingkan film ZaO;Ga
yang dideposisikan pada suhu 350'C. Hasil ini
dengan
Gambar
f,.
deposisi: (a)
Citra SEM film ZnO
350t
dan (b) 450"C.
Srang ditumbuhkan pada suhu
konsisten dengan pola spektrum XRD dan SEM film
ZnO:Ga yang dideposisikan.
c 109
Prosiding Seminar Nasional Fisika Terapan lV
Departemen Fisika, FST, Universitas Airlangga, Surabaya,l5 Nopember 2014
ISSN :2407-2281
Energi bandgap (E*)
fihn tipis ZnO:Ga yang
tipis ZnO:Ga yang dideposisikan pada suhu 450"C
ditumbuhkan masing-masing pada suhu 350oC dan
450'C diperlihatkan pada Gambar 5. Nilai E* diperoleh
nrempunyai energi bandgap -3,23 eV.
dengan melakukan ploting
Ucapan Terima Kasih
Terimakasih kepada Sdr. Dwi Suprayogi. SSi dan Edy
a: vs. hv ( a
adalah
koefisien absorbsi dan hv adalah energi foton) dan
mengekstrapolasi kurva ploting tersebut. Perpotongan
garis lurus hasil ekstrapolasi dengan sumbu energi
rnenghasilkan energi bandgap tilnr tipis ZnO:Ga yang
dideposisikan.
1000
Wibowo, MSc yang telah membantu
DAFTARPUSTAKA
lll H. H. Shin, Y. H. Joung, dan S. J. Kang (2fi)9),
Influence ofthe substrate temperature on the
'
900
optical and electrical properties of Ga-doped
ZnO thin films fabricated by pulsed laser
,-
Ero
!*
e
{
j
pelaksanaan
penelitian.
'
deposition, J. Mater Sci: Mater Electron 20.
704-708.
[2] O. Tuna, Y. Selamet, G. Aygun dan L. Ozytzer
toq
(2010), High quality ITO thin films grown
.oo
by dc and RF sputtering without oxygen,
Journal of Physic D: Appl. PhYs- 43,
€r00
0055402 (7 pp)
[3] A. E. Rakhsani, A. Bumajdad, J..Kokaj, dan
t9 I
S,
Tlromas (2009), Structure, conrposition and
optical properties of ZttO:Ga films
l,t
Encrri lcVl
on flexible sustrate, 97,
-764.
[4] J. Y. Kao, C. C. Tsao, W. S. Li dan C. Y. Hsu
electrodeposited
759
Gambar 5. Energi banlgap tilm tipis ZnO:Ga yang dideposisikan
pada suhu 150'C dan 450'C.
(2012), Optimization of gallium-doped ZnO
thin films grown using Grey-Taguchi
t,
technique, J. Comput. Electron., Vol. I
Gambar 5 menunjukkan bahwa film.tipis ZnO:Ga
yang ditumbuhkan pada suhu 350"C mempunyai energi
bandgap --3,27 eY, sedangkan tilm tipis ZnO:Ga yang
dideposisikan pada suhu 450"C mempunyai energi
bandgap -3,23 eY- Dengan demikian, lebar energi
bandgap berkurang ketika suhu deposisi ditingkatkan
yang
. dari 350'C menjadi 450"C. Energi bandgap
diperoleh dalari eksperimen lebih kecil dibandingkan
dengan energi bandgap ZnO tanpa doping (-3,3 eV)
[6]. Hal ini diduga terjadi
421- 430.
[5] L. Fang, K. Zhou, F. Wu. Q. L. Huang. X. F. Yang
dan C. Y. Kong (2010), Effect of Ga doping
concentration on electrical ard optical
.
23, 885
suhu deposisi 450'C. Transmitansi optik film yang
dideposisikan pada suhu 350oC mencapai 85%- Film
tipis ZnO:Ga yang ditumbuhkan pada suhu deposisi
450"C mempunyai transmitansi optik yang lebih rendah
dibandingkan dengan transmitansi film tipis ZnO:Ga
yang dideposisikan pada suhu 350'C- Film tipis
Nano-ZnO:Ga transparcnt
-
888.
{ZOO7), Effects ofdeposition pressure on the
properties of transparent conductive Zn):Ga
films prepared by DC reactive magnetron
konstanta kekisi-c dan spasi kekisi d sebagaimana
ditunjukkan pada pola spektrum XRD yang diperoleh.
metode dc-magnetron s'puttering (homemade) di atas
substrat kaca korningpada tekanandeposisi 500 mtorrFilm ditumbuhkan masing-masing pada suhu 350"C
dan 450oC. Film tipis ZnO:Ga yang dideposisikan
mempunyai struktur polikristalin dengan struktur
heksagonal wurtzite den-ean arah orientasi sumbu-c
tegak lurus pada substrat. Suhu deposisi berpengaruh
secara signifikan pada struktur film ZnO:Ga. Struktur
perrmrkaan fihn ZnO:Ga yang dideposisikan pada suhu
350t tumbuh dengan ukuran butiran yang lebih besar
dibandingkan dengan fitm yang ditumbuhkan dengan
of
t6l Q-B.Ma,Z-Z- Ye, H-P. He, L-P. Zhu,*H.Zbao
karena memendeknya
KESIMPT.ILAN
Film tipis Zn:Ga telah berhasil ditumbuhkan dengan
properties
conductive films, J. Supercond Magn Vol-
sputtering, Materials Science
in
Semiconductor Processing, Vol- 10, 167
t72.
-
[7] K. H. Kim, dan E. Arifin (2007), The effect of
gallium contrentration and substrate
temperature on the properties of Ga{oped
ZnO thin films sputtered from powder
compacted target, Metals and Materials
International, Vol. l3 (6), 489 -494.
[8] P. Maqyoto, Fatiatun, B- Astuti, Sulhadi, D.
Aryanto, dan Sugianto (2014), Effect
of
argon pressure on the properties of hO:Ga
thin films deposited by DC magnetmn
suttering, Makalah diseminarkan pada
International Conference of Theoretical and
Applied Physics (ICTAP) 2014, 16 - 17
Oktober 20I4-
t?] A. E. Rakhsani, A. Bumajdad, J. Kokaj, dan
S.
Thomas (2009), Structure, composition and
optical properties of ZnO:Ga films
on flexible substrates,
A: Materials Scence and
electrodeposited
Applied Physics
ZnO:Ga yang ditumbuhkan pada suhu 350'C
mempunyai energi bandgap '3.21 eY, sedangkan film
Processing, 97, 7 59
c 110
-
764-
Prosiding Seminar Nasionalfisika Terapan lV
Departemen fisika, fST, Universitas Airlangga, Surabaya,l5 Nopember 2014
ISSN :2407-2281
[l0] Y. Xue. Il.
He, Y. Jin, B. Lu, H. Cao, J. Jiang. S.
Bai. dan Z- Ye (20131, E{fects of oxygen
plasma f€atm€nt on the surface properties of
Ga-doped ZnO rhin films, Applied physics
A: Materials Scienee and processing, DOI
10.
I
a
1007/s00339{t3-77t 8-z
lJ X. Yu. J. Ma. F. Ji, Y. Wang,
X.
Zhang. C. Clreng,
dan H. Ma (2005). Effects of sputtering
power on the propenies of ZnO:Ga films
deposited by rf niagnetron-sputtering hf low.
temperaturer Journal of Crystal Growth 274,
474
-
479.
I
^
c 111
m{G
*slsls*tffiffiilt"*
n
IY
'**the r -l{} I'l
:
"f*ra*
Fisika da*
anny* S*b*g*i &tl*dal P*ngembangan
Kem*ndirian *anEsa Ci Bidar"S P*ndidika*, M*diE, dan lndustri"
#
S*p*rtemen Fisik*,
Fakultas Sains cian Teknologi
Universitas Airlangsa
ISS*'": 3*4.}?-;:lt
!
SUSTINAN PANITIA
SEMINAR NASTONAL FISIKA
DAT.I
TERAPANNYA IV 2014
Steering Committee:
Dekan Fakultas Sains dan Teknologi
Prof. Win Darmanto Ph.D.
Wakil Dekan I Fakultas Sains dan Teknologi
Dr. Nanik Siti Aminah, M.Si.
Wakil Dekan Il Fakuttas Sains dan Jeknolo8i
Wakil Dekan III Fakultas Sains dan Teknologi
Drs. Pujiyanto, MS
Ketua Departemen Fisika
Drs. Siswanto, M.Si.
Drs. Hery Purnobasuki, M.Si., Ph.D.
Organizin! Committee
Ketua
Dr. Suryarri Dyah Astuti, M.Si
Sekretaris
Dr. Andi Zaidan, M.Si
Bendahara
Dyah Hikmawati. S.Si., M.Si
Sie Tim Naskah
Prof. Dr. Suhariningsih
Drs' Siswanto, M.Si.
Dr. Retna Apsari. M.Si
Dr. Mohamad Yasin, M.Si.
Drs..R- Arif Wibowo, M-Si.
Drs. Bambang S., M.Si.
i
.:l
rl
t.
l
Sie Prosiding (ISBN)
Yhosep Gita Y., S.Si
Samian, S.Si., M.Si,
Winarno, S-Si.. M.Si
Sie Dana
Drs. Pujiyantci, MS
Dr- Soegianto S, M.Si.
Dr.Prihartini Widiyanti.,drg-,M.KesFadli, M.T
Sie Acara
Ii-. Aruinatun, M.Si
Nuril Ukrowiyah S.Si., M.Si
Franky, M.T
t,
Sie Promosi, Akonrodasi, dan Gedung
AdriSupardi. MS
: Drs.
Herlik Wibowo, S.Si., M.Si.
Drs. Tri Anggono P.
Supadi, M.Si
Imam Sugiarto
Rochim
Sie rrVebsite
Farid Ardiansyah. S.Kom (USI)
M. Farid (Fisika)
Sie Konsumsi
: Lis Wismaningtias, S.Sos.
Endang S, S.Sos.
-,
.
Sie Kesekretariatan
,-:
:,
: Dr. Khusnul Ain
:Bayu
May
-
Mufid
trL
'--- fsdjar
Sie Dokumentasi
-
-: Imarn Sapuarl S-Si.,
.Dcni
Sie Perlengkapan
--
M.Si
Arifianto, S.Si.
-.: Drs. Djonilzak R., M.SiJ*n Ady, S.Si., M.Si.
-.
Agss Supriyadi
Agus Sudaryanro
Halili
..
Deni nkazatr
-,-.r'-::.
'I,
Sarnidi
..
Jemawan'
;-
'";;:'L
s
DAFTAR ISI
Halaman
i
'
-.--i: o r r:^:1.^
Sambutan Ketua Progam Studi Sl Fisika'....
Kata Pengantar Ketua Panitia -.-.'-.Susruran Panitia
Daftar Isi ...............
iii
v
A. BIDANG KAJIAN BIOFISIKA,
Melalui Penggunaan
Regenerasi Tulang Femur Pada Tikus Putih (fialrrs Nontegictrs)
Filler
Bone
Hiiroksiapatit Dari Tulang Sofong (Sepia.Sp') Seba'gai
AI
penggunaan Ekstrak Daun Binaho ng (Bassela Rtbra Linn) sebagai Zat Peka pahaya
Tioi--Nano Partikel Dalanr D|'e-Sensitized Solar Cel/ (DSSC)
Hardgni, Hendra, Muh. Imon Darnnwon, Cari, Agtts Supriyanto -.
Asma'
Identifikasi Sifat Kelistrikan Titik Akupuntur urrtuk Diagnosis Penyakit
Norienna VR, Welina R.K, Tri A.P
A9
B. BIDANG KAJIAN FISIKA INSTRUMENTASI
Dengan Metode Geolistrik Antar
Pantauan Terhadap Pergerakan Fluida Bawah Permukaan
Waktu
Teguh Ardianto, Suhayat Minardi,
BI
Alfina Trurida Aloydrus ""'
Uji Konsistensi Kualitas Lampu Tabung Dengan Piranti LDR
Fiqhri H M, Agus B P, Joler S M, Banbang M'E'J'
B6
Pembuatan Piranti Pendingin Termoakustik Gelombang Berjalan
Catching Windou' inlnre Frekuensi Limit Berbasis Mcs5
Gamelan Pelog Jawa Timuran
Joko Catur Condro CahYono -.---
I
BIO
Pada Pengembangan Alat Penyelaras
Bl5
Datalogger Berbasis
Pengukuran Perubahan Suhu Dan Kelembaban Udara Menggunakan
Atmega 8535 DiKota Matardm NTB '
Kuruiawidi"
Laili Mardiana, Kasnawi Alhadi, LiIy MoysarMngraini, Dian Wiiayo
lmplementasi Jaringan Syaraf Tiriran-Fada Mikrokontroller AVR
Neuropathy
Kl asifikasi S inyal Eiectromygraphy Norm al' Myopathy, Dan
Triwiyanto...
Bl8
ATmegal2S4P Untuk
Jenis Katatonik Di
Analisis Electro conrmlsive Therapy (Ect) Pada Penderita Schizopherenia
RSJ Dr. Radjiman Wediodining4at Lawang
Fadli Ama, Suyanto, Fuqd Ama
Pengendalian Dan Monitoring Lampu Lalu Lintas Berbasis P'lc Siemens 57-200
Aplikasi
Rancang Bangun Sistem Pengendati Daya Dan Waktu Luse. biodu Sebagai
Laserpunktur Secara Otomatis
Dyah ll/ulatt Putri Prodani, welina Ratnayanti K, Tri Attggono Priio .....-.----
B2l
8.76
B.32
834
Gopro Sebagai Pemantau
Sistem Pesawat Trikopter Bertasis Ardupilot-Menggunakan Kamera
Keamanan Lokasi
Sigit lYasista, Setiowardltana--.----."""
Biofourtak
""""""""""
: Inovasi Motor 4-Tak Be$ahari Bakar Bi6gas
Flasback Arestore Savety Device Pada Karburator
..""'-"":""""
Yousida
Harisni......
MO
Dan Bensin Dengan Penerapan
B.45
C. BIDANG KAJIAN FISIKA MATERIAL
f(_omposit -Hidroksiapatit-Gelatin-l lendronate Sebagai Injectable Bone Substitute Dalam
Mengatasi Defek Tulang Akibat Osteoporosis
A[ian Pramudita Putru, Agresta Afianti lfada, Annisa Aulia Rahntoh, Fotkhunisa
CI
Potensi Ekstrak Daun Teh (Camrnellia Sinensis L. Kunrze) Untuk Inhibitor Laju Korosi pada
Pipa Baja Karbon Sebagai Penyalur Gas Dalarn Media Korosif ranah
Anindia R Puril , Djan Adi, Siswanto....:......-.-....-. ....-.....-.............-..:.............
C6
Poly-L-Lactid Acid (PLLA) Dengan Coating Chitosan Sebagai Kandidat Spring-Loacled Silo
Untuk Bayi Penderita Gastroschisis
Dio Nurdin setiawon, Rizki Firsta wahyaliawari, Evelyne calisto, Azizah Fresia
Rosdioni, Ewing Dion Setyadi, Prihortini lyidiyonti.--_...:................
ct2
Karakterisasi Morfologi Variasi Coating Kitosan-Glutaraldehid Terhadap Hollow-Fiber pofi,
L-Lactic Acid (PLLA) Sebagai Kandidat pembuluh Darah
Dio Nurdin Setiowan, Prihartini Widiyanti. Djoni lzak R
ct7
Karakteristik Morfologi Hollow Fiber Poly L-Lactic Acid (Plla)
Sebagai Kandidat Pembuluh Darah
-
Kolagen Berlapis Kitosan
Dita Ayu Mayasari, Prihartini ll/idiyanti, Djoni lzak Rudyardjo-.....
Sifat Fisis Polimer Komposit
Susilawati, Aris Doyan, Edy Kurniawan ....-..................:..............
Karakteristik Papan Ko#posit Eceng Gondok Dengan Matrik poly Vinyl Acetare
Aris Doyon, Susilawoti, Muhamnrcd Multaztm.....-..;....-.......... ..........................-...
Pembuatan Prototipe
D)," Sensitized Salar Cetts (DSSC) Berbasis Nanopori
c30
Tio
Memanfaatkan Ekstraksi Klorofil Dau, Kenikir (cosmos caudatus Kunth)
Hendra Darmaja, , Hardani, M. Iman Darmawan, Cari, Agus Supriyonto..-.:........-...........-...
c38
Pengaruh Dispersant Polietilen Gtikol dan Triton X 100 terhadap Stabilitas Fotokatalis dan
Aglomeritas Suspensi Nanopartikel TiOl dalam Dirt-Free paint
Dyah f:witri, Nur Fadhitah, Nurfoditah, cindy claudia Febiora, Ibnu Taufan,
Rima Fitria Adioti .........
c43
Pengaruh Penambahan Kromium (Cr) Terhadap Karakteristik Paduan Kobalt Dengan Metode
Metalurgi Serbuk
SB.l{idia Reqly Biharu Hoyati, Dyah Hikmawati, Jan Ady....-..-.-...
c48
Efek Temperatur Dan Waktu Pemanasan Terhadap Ktrat Tekan Komposit Berpori Berbahan
Dasar Limbah Kaca
sulhadi, Nur Hasonoh, Meiriani Ismu saviti, Mahardika prasetya
Aji
c53
Efek Penambahan Calcium Fluoride (CaF ) Terhadap Karakteristik Semen Gigi Nano Zinc
Oxide Eugenol (ZOE) Dan Aluminium Oxide (AlzOr)
Triyas Marweni, Siswanto, Djony luak.
.-..-..-......:.....-.........-...-.--..-.
Sintesis Nanohidroksiapatit Dari Tulang Sotong (Sepia.Sp.) Dengan Me6de
Karakterisasi Secara
In viuo
Sebagai Bahan Implan
Zulifah I.N, Aminatun, Siswanto.
tulang lron e Ripair)
Milling Dan
Sintesis Dan Karakterisasi Hidrogel Kitosan-Glutaraldehid dengan Penambahan plasticizer
Gliserol Untuk Aplikasi Penutup Luka
Djony Izak Rudyyrdjo
c65
Pengaruh Variasi Komposisi Biokomposit Hidroksiapatit/Ifitosan Dan Gentamicin Terhadap
Sifat Makroskopik Untuk Implan Tulang
5
c74
Pembentukan Jalinan
Ikat Silang (G'oss Linking) Pada (Jltra High Molecular
Weight
Pol.,-ethvlene (Uhm*pe) Sebagai Kandidat Bantalan Seirdi Menggunakan Radiasi Gamma
b
Mayang Viorita, Siswanto, Atlri
Supardi
.-
Profil Bahan Cetak Gigi Alginat Berbasis Natriunr Alginat Dari Sargasun
Prihsrtini lYidiyanti,
Freeze Dried
-
Siswanto.....
C82
Sp Selat Madura
C92
Amniotic Membrane Glutaraldehid Dengan Coating Dopamin-Kitosan Sebagai
Lapisan Otak (Duramater) Artifisial
Prihartini )Yidiyanti, Agresta AJianti lfoda, AIfian Promudita Putra, Annisa Aulia
Rohma, Muhontmad Husni lbrahim, Ludita Woro Indrio
C97
Karakterisasi Morfologi Terhadap Paduan l{ollov,Filter Pol1, L-Lactic Acid (PLL,\) -Kolagen
Coating Kitosan Sebagai Kandidat Pembuluh Darah
Agresta AJianti lfada, Prihartini lYidiyonti, Djoni lzak'R
................ Cl0O
Studi Fabriksi Dye Sensitized Solar Cells (DSSC) Menggunakan Ekstraksi Bahan-Bahan
Organik Alam (Celosia Argentums Dan Bougenville)
Muh.Iman Darmawan, Hardani, Hendro Darnnja, Cari, Agus Supriyanto..
cr03
Pengaruh Suhu Deposisi Pada Struktur Dan Sifat Optik Film Tipis Zno:Ga
@
Putat Marwoto, Fatiatun, Sulhadi..-..
Studi Awal Sifat Dielektrik Komposit PVDF/SiO2
lYoro Segtarsih, Lydia Rohmowati, M. Sukron
........:;... CllZ
D. BIDANG KAJIAN FISIKA OPTIK
Perrgukuran Konsentrasi Sukrosa Nira Tebu D€rrgan Menggunakan Polarimetri Optik
Mutnwinnsh, fntont RoJi'i, Eadhah
Purwqndari
Dl
Karakteristik Sifat Thermo Optic Directionat Coupler Jenis Silica Singlemode Smf-28 Berdasarkan
Kemampuan Menghantar Daya
Sujito, Arif Hidayat, Yuni Priyatin.......,.......
D5
E. BIDANG KAJIAN PENDIDIKAN FISTKA
Pengembangan Modul Kontekstual Fisika Kuritculum Garuda 2013 Untuk SMA Pada Pokok
Bahasan Radiasi El€ktromagnetik
Kiar Vansa Febrianti.....
El
Pengaruh Alat Peraga Kotak Energi'Model Inkuiri Terbimbing (Apkemit) Terhadap Hasil
Belajar Fisika Ditiqiau Dari Kemampuan Awal Siswa
Badiono Basuki, Aris Doyan, Ahmad Ho$oho --..---...---..
EI I
Pengembangan Bahan Ajar Cai
Meningkatkan Hasil Belajar Siswa
.
Sudi
Ipa Dengan
Pendekatan httegrutive Leanting Untuk
Dul Aji, Tutik 5etyowati1...............
...;.................
EI6
Pengaruh Pembelajaran Kolaboratif Murder Dan Motivasi Terhadap Hasil Belajar Fisika
Peserta Didik Sma Negeri 7 Kota Makassar
F. BIDANG KAJIAN FISIKA TEORI DAN FISIKA KOMPWASI
Penerapan Markov Chairi Untuk lrediksi Curah Hujan Harian, Studi Kasus Kabupaten
Bulukumba. Sulawesi Selatan
Agussalim, A.J. Patandeun, Nasiul lhsan....-.........
Fl
Pemodeian Dan Simulasi Biomekanika Gait System Menggunakan Software Scilab 5.5.0
Akif Rohmatillah...-.......................i...
F5
Solusi Persamaan Dirac Dengan Spin Simetri Untuk Potensial Scarf Hiperbolik Plus Coulomb
Like Tensor Dengan Metode Polynomial Romanovski
d
Alpiana Hidayatulloh,
Suptrmi...
FlO
Peningkatan Kinerja Sistem PV/T Dengan Kolektor Udara: Analisis Termodinanrika Dan
Fotonik
Dadan Homdani, Yuki Novia Nasution, Supiyanto
....................
Fl4
Deteksi Anomali Paru-Paru Dengan Metode Rekonstruksi Proyeksi Balik Dalam Tomografi
Impedansi Elektrik
Khusnul Ain, Deddy Kurniadi, Suprijonto, Oerip
Santo.so.....--.........
F2l
Pemodelan Gaya Berat Untuk Mendeteksi Keberadaan sesar Di Pulau Lombok
Suhayat Minardi, Teguh Ardianto, Alfina Tourida
Ataydrus.........................
F28
Analisis Sifat Hujan Di Wilayah Bandung Dan Sekitarnya Berbasis Observasi Permukaan Dan
Satelit TRMM
Arief Suryantoro....--......'.
F33
Kontrol PID Untuk Kontrol Sudut Sudu Turbin Screw
Dwi oktavianto llahyu Nugroho, Djoko Purwanto, Dedet candra
Riawail
F40
Studi Numerik Water Hammer Dalam Pipa Dengan Menggunakan Metode eksplisit Ffnire
DifferenceLax
GinonjarAdhika Jiwandoko, Gunawan Nugroho
F45
Sistem Ekstraksi Ciri Sinyal Suara Berbasis Mel DauBark Frequency Cepral Coefficient
Karkma Trinanda Putrar, Dioko Purwanto, Ronny Mardiyanlo..-............
F50
Penyelesaian Persamaan Dirac Pada Potensial Poschl-Teller Trigonometrik Plus Potensial
Tensor Tipe Coulomb Untuk Kasus Pseudospin Simetri Menggunakan Polinomial
Romanovski
Analisis Metode Lintasan Feynman Pada Interferensi l, 2 Dan 3 Celah
Mahendra Satria Hadiningrat, Endarko, Bintoro Anang Sabagto
..
F57
Sistenr Pendeteksi Obyek Menggunakan Local btnary Pattem Histogram Pada Aplikasi
Sentice Robot
Riza Agung Firmansyah, Djoko Parwanto, Ronny
Mardiyanto.-..-.--...-._-
Simulasi Penentuan Tampang Lintang Removal Makroskopik Neutron Cepat
Lokal Untuk Bahan Perisai Radiasi Menggur.rakal Program MCNP5
Sapiraddin -
l4 Mev
F6l
Semen
F65
Penyelesaian Persamaan Drac Untuk Potensial Eckart Hiperbolik Dengan Tensor Pseudospin
Simetri Menggunakan Metode Hipergeometri
Tri layanti, Suparmi,
Cqri......--..--
F69
Solusi Persamaan Scktidinger Bergantung Waktu Menggunakan Metode Finite Diference
Time Domain Quantum GDD-Q)
Williana, Bansawang Bf, Eko Juarlin
F73
Kajian Ah Initio Struktur Amorph Dan Liquid Serta Sifat Elektrik Gold Nanoparticle
A. Aufo Fuad, Andi Zaidan, Adri Supardi .-..-.-...-..
F79
Pengaruh Besar Turbulensi Terhadap Performansi Peningkatan Kecepatan Angin Lokal pada
Di/fuser-Augmented Wind Turbine (Dawt) Dengan Variasi Sudut F/azge
M Nurur Rochmant, Nasutiotr, Gunawan Nugroho.-.-,
-._----...-..- -....
F84
Studi Awal Interaksi Situs Aktif Asetilkolinesterase Dengan Molekul Asetikolin Dan
Rivastigmine Dengan Menggunakan Teori Fungsionaf Kerapatan. .
Ve ra K h o i ru n is a, Masrufaiy o h, Fati ru aiu zzoh ro, F e b d i a n Ra syd i .
-
-..
-.
-.
F89
Penyelesaian Persamaan Dirac Pada Potensial Pbschl-Teller Trigonometrik Plus Potensial
Tensor Tipe Coulomb Untuk Kasus Pseudospin Simetri Menggunakan Polinomial
Romanovski
o lida Ism o tu llo h, ST., Na ru I Fitri an i,
Kh
C o ri, S up
a
rnrf ..................
F90
K-Nearest Neiglrbor
Klasifikasi Citra Papsmear Eerbasis Fitur Tekstur DanF]U0,ty
p"*rntt, irie| sustolrti, .-...--...-........""""""""""':""""
aiiii
P Dan S Di Jawa Tengah Dan
Estimasi Modelsatu Dimensi Kecepatan Gclombang
Timur
.
Prosiding Seminar Nasional Fisika Terapan lV
Departemen Fisika, FST, Universitas Airlangga, Surabaya,l5 Nopember 2014
ISSN :2407-2281
PENGARUH SUHU DEPOSISI PADA STRUKTUR DAN STFAT OPTIK
Film Tipis ZnO:Ga
Putut Manyoto*, Fatiatun dan Sulhadi
Materials Research Group, Jurusan Fisika
FMIPA Universitas Negeri Semarang
Kampus Sekaran Gunungpati Semarang 50229
*Email : pnurwoto(gyahoo.com
Filnt tipis Zn:Go teloh dideposisikan dr,rgr,rl?:,:;:dr-mcignetron st)uuering (homemade) di atas nbsttat
kaca ktrning pada tekanart cleposi.ri 500 niorr- Film tlitumbuhkun masing-mu.sittg puda suhu 350'C dun 45$'CStraktur dan .rifat optik film tipis 1'ang dideposi.rikan telah dikarakterisa.ri dengan nrenggunakan EDX, XRD dan
'spcktrofotomeler UV-vis. Analisis dengan EDX menunjukkan bahwa .film yang terdepiiisi mentpakan .fitrm tipk
ZnO:Ga. Hasil invesligasi dengan XRD uenunjukkan bahwu .fitm tipis ZnO:Ga t,ang dideposisika, nrr*poiou
polila'istalin dengan struktur heksagonal rwrlzite yong menrpwryai arah orientasi sttnrbu-c tegak ltuus pada sibsu.ot.
Filn ZnO:Ga yang dideposisikan pada suhu-350 mempunyai kualitas h.istal )'ang lebih baik dibandingkan dengan
.film yang dideposi.rikan pacla suhu 45fC, Ha.sil obsentasi dengan SEM menunjnkkon bahvn fitm ZQ:Ga ying
dideposisikan pada suhu 35(fC nenpwq'ai uku'an butir v-ang lebih besar dibandingkan tlengan
fil^ yons
clitumbuhkan pada suhu deposisi 450'C. Film tipis ZnO:Ga vang ditltmbrthkan padi suhu ji0'C'.^"niopii
transnitansi optik - 85u1. Filn tipis ZnO:Ga vang ditumhuhkan pada .suhu 350'C nrenrpunvai energi bandgap
-i,l7
eV. sedcorgkan.filn tipis ZtO:Ga vang dideposisikan padasilhu 45f C mempunyoi energi bandgap
-J,23 eV.
Kata kunci : Film tipis ZnO:Ga, dc rnagnetron iputtering
PENDAHULUAN
ITO (indium tin oxide) telah digunakan
dengan nletode dt: magnetron sputtering [8]. Dalam
penelitian ini telah dipelajari pengaruh suhu deposisi
pada struktur mikro dan sifat optik film tipis 7*a:Ga
yang dideposisikan dengan metode dc magnetron
sebagaj
orde) sep'erti
bahan TCO (transparcnt conductive
elektroda transparan dalam sel surya, pandl display
plasma dan sebagainya. Bahan yang diaplikasikan'
sebagai TCO harus mempunyai sifat transparans yang
tinggi dalam daerah tampak, resistivitas rendah, dan
stabil terlradap panas. ITO digunakan
sputtering.
EKSPERIMEN
Film tipis ZnO:,Ga dideposisikan pada zubstrat
karena
'mempunyai sifat optik dan elektrik yang bagus [l].
Filq tipis ITO mempunyai konduktivitas - l0a ohm-l
cm-' dan transmitansi -857o- dengan bandgap -3,7 eV'
I2l. Namun demikian, bahan rersebut memiliki
kelemahan, yaitu biaya produksi yang tinggi, dan
stabilitas yang rendah []. Oleh karena itu. perlu
dikembangkan material baru yang mempunyai sifat
kaca korning dengan menggunakan reaktor homemode
dc-magnetron sputtering pada tekanan 500 mtorr.
Target berbentuk pelet berdiameter 2,5 cm dcngan
massa total l0 gram dibuat dari serbuk ZnO dengan
kerrurnian 99,999yo. Sertuk Ga2O3 dengan kernurnian
99,999Yo ditambahkan pada target ZnO sibagai doping.
Dalam eksperimen, telah digunakan 2% (massa) doping
Ga. Sebagai gas sputrering telah digunakan gas axgon
dengarr
kemurnian tinggi. Substrat benrkuran
yang lebih bagus tetapi masih efisien secara ekonomiZnO (zinc o-ude) merupakan bahan semikonduktor
yang memiliki bandgap - 3,37 eY dengan aplikasi yang
luas di bidang elekronik dan optoelektronik [3]. Selain
itu. material ZnO berharga murah dan non-toksik [4]Akan tetapi ZnO mempuyai kelemahan. yaitu dapat
mengalami penunrnan konduklivitas
listrik
lxl
menggunakan pembersih ultrasonik,
Masing-masing
rnempunyai jejari yang hampir sama dengan zinc lZn)
sehingga hanya .menyebabkan deformasi kekisi yang
kecil meskipun konsentrasi Ga tinggi. Selain itu, Ga
kurang reaktifdan lebih tahan terhadap oksidasi [6].
Salalr satu teknik fabrikasi ZnO:Ga yang populer
adalalr teknik sputtering [6,7,8]. Pada kertas kbrja
sebelumnya, telah dilaporkan pengiuuh tekanan gas
argon pada sifat filnr tipis ZnO:Ga yang dideposisikan
sampel film
tipis
ZnO-.Ga
dideposisikan dalam wakru I jam dengan suhu 350'C
disebabkan teg'adinya proses resapan kimia
merupakan bahan yang paling menjanjikan karena
mempunyai beberapa keuntungan, yaitu atom Ga
kernudian
dikeringkan sebelum dimasukkan ke dalam reaktot
yang
(chemisorptioa) gas oksigen pada permukaan film tipis
ZnO I I ]. Unsur-unsur golongan III seperti B, ln, Al dan
Ga biasa digunakan unnrk meningkatkan konduktivitas
ZnO [5]. Di antara bahan doping, gallium (Ga)
-tingkat
cm= dicuci dengan larutan aseton dan rnetanol
dan 450oC.
Setelah proses deposisi, komposisi elemen-cternen
dan senyawa yang rerkandung dalam film ZnO:Ga
yang terdeposisi dianalisis dengan menggunakan
ener&v- dispersive X-ray (EDX), sedangkan struktur
kristalnya diinvestigasi dengan menggunakan analisis
X-t'ay
radiasi
difractiott
(XRD)
dengan
2 = 0, 15406 nm). Struktur morfologi lilm
diobservasi dengan menggunakan Scanning EleAran
6:1111, (
Microscope (SEM) dan sifat optik
film
dikarakterisasi dengan menggunakan
spektrofotonreter.
cL07
ZnO:Ca
LIV-vis
at
Prosiding Seminar Nasional Fisika Terapan lV
Departemen Fisika, FST, Universitas Airlangga, Surabaya,15 Nopember 2014
ISSN :2407-22J1
HASIL DAN PEMBAHASAN
Sampel ZnO:Ga yang dideposisikan
di
aras
substratkacakorningpadatekanan400mtortdansuhu
deposisi 450'C telah dianalisis dengan menggunakan
spektroskopi EDX dan spektrumnya ditunjukkan pada
l.
Gambar
Spektrum
EDX film tipis yang
dideposisikan rnenunjukkan komposisi elenren-elemen
oksigen (O) 29,43 o/,, seng (Zn) 5l ,90 Yo, dan galium
(Ga) 2,95 %. sedangkan dalam bentuk senyawa'
diperoleh ZnO 64,59 % dan GazO3 3,96 %.
Berdasarkan hasil analisis EDX tersebut dapat
ditunjukkan bahwa film tipis ZnO:Ga telah berhasil
l
:g"
I
E
101
450"C
d
didcposisikan dalarn eksperimen-
25
35
2
45
theth. (deBreel
55
Gambar 2. Spektrum XRD film tipis ZnO:Ga yang
dideposisikan pada suhu 350"C dan 450"C
Berdasarkan spekrum XRD film tipis ZnO yang
diperoleh dapat diungkap parameter strukrun ZnO:Ga
sebagaimana ditunjukkan pada Tabel l. C4tal si=c
dapat diukur dengan menggunakan formutra DebyeScherer [5]:
D = (O,9tr) l(B cos4)
D adalah diameter kekristalan pembentukan
film, / adalah panjang gelombang radias gsp"
dengan
(r=0,15406 nm) , padalah FWHM (radian) dan 6
adalah sudut Bragg-
Gamber l- Spc*trurn EDX sarnpcl firn ripis ZnO:Ga
Gambar 2 menrperlihatkan pola XRD film tipis
ZnO:Ga yang dideposisikan..pada tekanan 400 mtorr
dengan suhu suhu deposisi masing-masing 350"C dan
450'CrKedua film menunjukkan puncak difraksi yang
Tebel I Paramaer struknrr ZnO:Ga yang didqrosisikan
lang berbeda
bersesuaian pada bidang (002) dari struktur ZnO
heksagonal, yang menunjukkan bahwa pertumbuhan
butiran-butiran (grain) tegak lurus pada permukain
substrat
tl].
lnteruitas
relatif
bergautung
350t ke 450t
berpengaruh secara signifikan pada pola spektrum film
ZnO:Ga yang terdeposisi- Funcak-prtncak difraksi yang
bersesuaian pada bidang (100), dan pada bidang (l0l)
dan (004) yang lemah tampak pada film ZnO;Ga yang
450t. Pola difraksi tidak
menunjukkan puncak yang bersesuaian dengan Ga2C)3.
Hasil ini konsisten dengan eksperimen sebelumnya [8].
f)engan demikian, dapat dikatakan bahwa film ZnO:Ga
yang dideposisikan merupakan film polikristalin yang
mempunyai struktur heksagonal wurtzite dengan arah
orientasi sumbu-c tegak lurus pada substrat [7].Berdasarkan spekrum XRD lilm tipis ZnO yang
diperoleh dipat diungkap parameter struktur ZnO:Ga
sebagaimana ditunjukkan pada Tabel l. Cqttall'size
ditumbuhkan pada suhu
tlapat diukur dengan menggunakan fqrmula DebyeScherer [5]:
D =(0.9)) t(Bcos0)
350
450
pada
tenrperatur deposisi. Film ZnO:Ga yang ditumbuhkan
pada suhu 450oC rnenunjukkan intensitas yang le.bih
rendah dibandingkan Iilm yang ditumbuhkan pada suhu
350"C. Peningkatan zuhu dari
Suhu
uHi'
Konstant2 Cqstrl
20
.,
kekisi r
34,59
34,63
5, r 9
5.t7
(A)
size
(nm)
26
26
pada
srhu
ft.si
d
{f}
2,59
2J8
I
Pada Tabel
dapat dilihat bahwa peniagkatan
zuhu deposisi dari 350"C ke suhu 450'C menunjukkan
pergeseran sudut Bragg dari 34,59' ke 34,63" sdringga
spasi kekisi
d
berubah dari 2,59 A nrenjadi 2,58 A.
Pergeseran posisi sudut puncak difraksi (002) tersebut
konsisten dengan hasil penelitian Shin et. al []- Kedua
sampdl menunjukkan FWHM (0.3225) dancrystal size
yang sama (26 nm), namun konsranta kekisi-c dan
spasi kekisi d sedikit memendek ketika suhu deposisi
ditingkatkan dari 350o ke 450u. Dibandingkan dengan
ZnO standard (2044,45o dengan c : 5,71 A) [6],
kedua sampel menunjukkan sudut difraksi yang lebih
besar dengan konstanta c dan spasi kekisi d prg lebih
kecil. Hal ini terjadi karena jejari ionik Gar' (0,62 A)
lebih pendek daripada jejari ionik Znz* q0,74 lqMemendeknya konstanta kekisi-c kemungkinrn karena
meningkatnya jumlah ion Ga3* yang menyisip ke dalam
kristal ZnO:Ga [5]. Pada suhu 450oC, partkel-pertikel
yang berada di sekitar subtrat memiliki energi yang
tinggi sehingga sebagian partikel yang nreuurnbuk
c 108
Prosiding Seminar Nasional Fisika Terapan lV
Departemen Fisika,
FST,
Universitas Airlangga, Surabaya,15 Nop€mber 2014
ISSN :24O7-2281
substrat terpantul kembali dan menghasilkan tjlm
ZnO:Ga dengan orientasi bidang (t00), (l0l) dan
(004). Energi yang cukup besar akan mengakibarkan
arah orientasi pertumbuhan kristal beruUatr dan
menyebabkan menurunnya kristalinitas film ZnO:Ga
Stnrktur pennukaan dengan ukuran butir lebih
kecil (diameter .- 50 nm) dan lebih rapar dapar dilihat
pada film ZnO:Ga yang ditumbuhkan pada suhu 450uC.
Film tipis ZnO:Ga yang ditumbuhkan pada suhu45ffC
yang terdeposisi [6]. Tumbukan antara partikel dengan
substrat atau tumbukan antar partilkel bernergi tinggi
dapat menyebabkan terputusnya ikatan Zn-O maupun
Ga-O sehingga nrenurunkan derajat kristalinitas filrn.
Selain itu, akibat tumbukan partket berenergi tinggi
dapat menyebabkan arah orientasi kristal d:rlam bidang
mencapai substmr mempunyai energi yang tinggl
sehingga filnr yang terdeposisi membentuk kristal
Dengan demikian, dapat diungkapkan bahwa pada
eksprimen ini, peningkatan sulru deposisi dapat
menurunkan kualitas kristal film ZnO.Ga. Hasil ini
nrampat dan konrpak sebagairnana diperlihatkan pada
Gambar 3. Kirena energirrya cukup ringgi, pada suhu
450t molekul-molekul Ga2O_q arau ion-ion Cal* dapat
terdistribusi secara merata. Namun pada suhu substrat
mempuuyai struktur yang lebih homogin dibandingkan
film ZnO:Ga yang ditumbuhkan pada suhu
350t. Pada sulru substrat 450'C, partikel-partikel yang
dengan
(002) menjadi rusak, sehingga inrensiras puncak
spektrum XRD menunrn tajaq sebagaimana
ditunjukkan oleh spektrum XRD pada Gambarl.
dengarr'jarak antar atom yang lebih rapat dan
menghasilkan fihn dengan permukaan yang lebih
350"C,
bertentangan dengan hasil penelitian Shin et at [l] yang
melaporkan bahwa peningkatan suhu dari 100 - 300.C
dapat meningkatkan kualitas kristal. Munculnya
orientasi bidang (100) dan (l0l) juga dilaporkan oleh
Rakhsani et. al [9] dari film ZnO:Ga yang ditumbuhkan
dengan metode elektrodeposisi. Film ZnO:Ga lang
mempunyai orientasi bidang (004) juga telah diper-oleh
Xue et al [10].
Gambar 3 memperlihatkan struktur nrorfologi film
tipis ZnO:Ga yang diobServasi dengan menggundkan
partikel-partikel yan1 mencapai
sub$trat
energinya lebih kecil sehingga susunan atom-atomnya
lebih renggang. Hal ini menyebabkan ukuran butiran
lebih besar. Molekul Ga2O3 mempunyai massa yang
lebih besar dibandingkan dengan nrolekul ZnO,
sehingga distribusinya tidak merata seperri tampak
pada Gambar 3.
SEM. Film yang ditumbuhkan dengan suhu 350nC
menunjukkan permukaan filnt yang kasar dengan
ukuran butiran (grain size) berdiameter -t00 nm
dengan susunan yang rapat. Pada permukaan film
tersebut tampak butiran-butiran yang tersebar tidak
merata, agak menonjol dan berwarna lebih terang
dengan ukuran butir lebih besar Lerdiameter -150 nnr.
Butiran-butiran tersebut kemungkinan terbentuk daii
molekul-molekul GazOr atau ion-ion Ga3* yang
menggerombol dan membentuk cluster. -100 nm.
m
Gembar
{.
*r.o1,rr*ff*rrrn-lo a
Tmnsmitasi film tipis ZnO:Ga yang dideposisikan pada
suhu 350'C dan
l50t
Transmitansi film tipis ZnO:Ga sebagai fungsi
panjang gelombang dalam range antara 200 lfi)0 nm
telah diukur dengan menggunakan spektrofotometer
UV-vis diperlihatkan dalam Gambar
Hasit
4.
eksperimen menunjukkan bahwa suhu deposisi
berpengaruh pada transmiransi film tipis Znd:Ga-
Transmitansi optk film yang dideposisikan pada suhu
mencapai 85%o. Transmitansi ini sama dengan
transmitansi ITO [1,2] dan ZnO:Ga yang ditumbuhkan
350t
rf magnetron-sputtering tl l]. Film tipis
ZnO:Ga yang ditumbuhkan pada suhu j5d"C
mempunyai transmitansi optik yang lebih tirggi
dibandingkan dengan transmitansi film tipis ZnO:Ga
yang dideposisikan pada suhu 450'C. Hal ini terjadi
karena film yang dideposisikan pada suhu 45-0t
mempunyai kualitas kristal yang lebih rendah dan
kerapatan yang lebih tinggi dibandingkan film ZaO;Ga
yang dideposisikan pada suhu 350'C. Hasil ini
dengan
Gambar
f,.
deposisi: (a)
Citra SEM film ZnO
350t
dan (b) 450"C.
Srang ditumbuhkan pada suhu
konsisten dengan pola spektrum XRD dan SEM film
ZnO:Ga yang dideposisikan.
c 109
Prosiding Seminar Nasional Fisika Terapan lV
Departemen Fisika, FST, Universitas Airlangga, Surabaya,l5 Nopember 2014
ISSN :2407-2281
Energi bandgap (E*)
fihn tipis ZnO:Ga yang
tipis ZnO:Ga yang dideposisikan pada suhu 450"C
ditumbuhkan masing-masing pada suhu 350oC dan
450'C diperlihatkan pada Gambar 5. Nilai E* diperoleh
nrempunyai energi bandgap -3,23 eV.
dengan melakukan ploting
Ucapan Terima Kasih
Terimakasih kepada Sdr. Dwi Suprayogi. SSi dan Edy
a: vs. hv ( a
adalah
koefisien absorbsi dan hv adalah energi foton) dan
mengekstrapolasi kurva ploting tersebut. Perpotongan
garis lurus hasil ekstrapolasi dengan sumbu energi
rnenghasilkan energi bandgap tilnr tipis ZnO:Ga yang
dideposisikan.
1000
Wibowo, MSc yang telah membantu
DAFTARPUSTAKA
lll H. H. Shin, Y. H. Joung, dan S. J. Kang (2fi)9),
Influence ofthe substrate temperature on the
'
900
optical and electrical properties of Ga-doped
ZnO thin films fabricated by pulsed laser
,-
Ero
!*
e
{
j
pelaksanaan
penelitian.
'
deposition, J. Mater Sci: Mater Electron 20.
704-708.
[2] O. Tuna, Y. Selamet, G. Aygun dan L. Ozytzer
toq
(2010), High quality ITO thin films grown
.oo
by dc and RF sputtering without oxygen,
Journal of Physic D: Appl. PhYs- 43,
€r00
0055402 (7 pp)
[3] A. E. Rakhsani, A. Bumajdad, J..Kokaj, dan
t9 I
S,
Tlromas (2009), Structure, conrposition and
optical properties of ZttO:Ga films
l,t
Encrri lcVl
on flexible sustrate, 97,
-764.
[4] J. Y. Kao, C. C. Tsao, W. S. Li dan C. Y. Hsu
electrodeposited
759
Gambar 5. Energi banlgap tilm tipis ZnO:Ga yang dideposisikan
pada suhu 150'C dan 450'C.
(2012), Optimization of gallium-doped ZnO
thin films grown using Grey-Taguchi
t,
technique, J. Comput. Electron., Vol. I
Gambar 5 menunjukkan bahwa film.tipis ZnO:Ga
yang ditumbuhkan pada suhu 350"C mempunyai energi
bandgap --3,27 eY, sedangkan tilm tipis ZnO:Ga yang
dideposisikan pada suhu 450"C mempunyai energi
bandgap -3,23 eY- Dengan demikian, lebar energi
bandgap berkurang ketika suhu deposisi ditingkatkan
yang
. dari 350'C menjadi 450"C. Energi bandgap
diperoleh dalari eksperimen lebih kecil dibandingkan
dengan energi bandgap ZnO tanpa doping (-3,3 eV)
[6]. Hal ini diduga terjadi
421- 430.
[5] L. Fang, K. Zhou, F. Wu. Q. L. Huang. X. F. Yang
dan C. Y. Kong (2010), Effect of Ga doping
concentration on electrical ard optical
.
23, 885
suhu deposisi 450'C. Transmitansi optik film yang
dideposisikan pada suhu 350oC mencapai 85%- Film
tipis ZnO:Ga yang ditumbuhkan pada suhu deposisi
450"C mempunyai transmitansi optik yang lebih rendah
dibandingkan dengan transmitansi film tipis ZnO:Ga
yang dideposisikan pada suhu 350'C- Film tipis
Nano-ZnO:Ga transparcnt
-
888.
{ZOO7), Effects ofdeposition pressure on the
properties of transparent conductive Zn):Ga
films prepared by DC reactive magnetron
konstanta kekisi-c dan spasi kekisi d sebagaimana
ditunjukkan pada pola spektrum XRD yang diperoleh.
metode dc-magnetron s'puttering (homemade) di atas
substrat kaca korningpada tekanandeposisi 500 mtorrFilm ditumbuhkan masing-masing pada suhu 350"C
dan 450oC. Film tipis ZnO:Ga yang dideposisikan
mempunyai struktur polikristalin dengan struktur
heksagonal wurtzite den-ean arah orientasi sumbu-c
tegak lurus pada substrat. Suhu deposisi berpengaruh
secara signifikan pada struktur film ZnO:Ga. Struktur
perrmrkaan fihn ZnO:Ga yang dideposisikan pada suhu
350t tumbuh dengan ukuran butiran yang lebih besar
dibandingkan dengan fitm yang ditumbuhkan dengan
of
t6l Q-B.Ma,Z-Z- Ye, H-P. He, L-P. Zhu,*H.Zbao
karena memendeknya
KESIMPT.ILAN
Film tipis Zn:Ga telah berhasil ditumbuhkan dengan
properties
conductive films, J. Supercond Magn Vol-
sputtering, Materials Science
in
Semiconductor Processing, Vol- 10, 167
t72.
-
[7] K. H. Kim, dan E. Arifin (2007), The effect of
gallium contrentration and substrate
temperature on the properties of Ga{oped
ZnO thin films sputtered from powder
compacted target, Metals and Materials
International, Vol. l3 (6), 489 -494.
[8] P. Maqyoto, Fatiatun, B- Astuti, Sulhadi, D.
Aryanto, dan Sugianto (2014), Effect
of
argon pressure on the properties of hO:Ga
thin films deposited by DC magnetmn
suttering, Makalah diseminarkan pada
International Conference of Theoretical and
Applied Physics (ICTAP) 2014, 16 - 17
Oktober 20I4-
t?] A. E. Rakhsani, A. Bumajdad, J. Kokaj, dan
S.
Thomas (2009), Structure, composition and
optical properties of ZnO:Ga films
on flexible substrates,
A: Materials Scence and
electrodeposited
Applied Physics
ZnO:Ga yang ditumbuhkan pada suhu 350'C
mempunyai energi bandgap '3.21 eY, sedangkan film
Processing, 97, 7 59
c 110
-
764-
Prosiding Seminar Nasionalfisika Terapan lV
Departemen fisika, fST, Universitas Airlangga, Surabaya,l5 Nopember 2014
ISSN :2407-2281
[l0] Y. Xue. Il.
He, Y. Jin, B. Lu, H. Cao, J. Jiang. S.
Bai. dan Z- Ye (20131, E{fects of oxygen
plasma f€atm€nt on the surface properties of
Ga-doped ZnO rhin films, Applied physics
A: Materials Scienee and processing, DOI
10.
I
a
1007/s00339{t3-77t 8-z
lJ X. Yu. J. Ma. F. Ji, Y. Wang,
X.
Zhang. C. Clreng,
dan H. Ma (2005). Effects of sputtering
power on the propenies of ZnO:Ga films
deposited by rf niagnetron-sputtering hf low.
temperaturer Journal of Crystal Growth 274,
474
-
479.
I
^
c 111