Pengaruh Temperatur Penumbuhan terhadap Struktur Kristal dan Morfologi Film Tipis TiO 2 :Eu yang Ditumbuhkan dengan Metode MOCVD

dokumen-dokumen yang mirip
Studi Pengaruh Temperatur Penumbuhan terhadap Struktur Kristal dan Morfologi Film Tipis TiO 2 :Eu yang Ditumbuhkan dengan Metode MOCVD

Diterima Juni 2004, disetujui untuk dipublikasikan September 2004

Anisotropi Magnetik Film Tipis TiO 2 :Co yang Ditumbuhkan dengan Teknik MOCVD

PROC. ITB Sains & Tek. Vol. 38 A, No. 2, 2006,

PENGARUH PENGOTOR Co PADA STRUKTUR DAN KONDUKTIVITAS FILM TIPIS TiO 2

ABSTRAK DAN EXECUTIVE SUMMARY PROGRAM PENELITIAN HIBAH BERSAING

Studi Pengaruh Konsentrasi Co pada Struktur Kristal dan Respon Photoluminescence Film Tipis Ti 1-x Co x O 2 yang Ditumbuhkan dengan Teknik MOCVD

Magnetoresistansi Divais Spintronika TiO 2 :Co/Si/TiO 2 :Co

Molekul, Vol. 5, No. 1, Mei 2010 : KARAKTERISTIK FILM TIPIS TiO 2 DOPING NIOBIUM

KARAKTERISTIK MORFOLOGI DAN OPTIK FILM TIPIS TiO 2 :Co YANG DITUMBUHKAN DENGAN METODE MOCVD DI ATAS SUBSTRAT SILIKON

BAB I PENDAHULUAN. Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi sangat mempengaruhi peradaban

BAB I PENDAHULUAN. Indonesia merupakan negara berkembang yang berada dikawasan Asia

STRUKTUR DAN KOMPOSISI KIMIA LAPIS TIPIS BAHAN SEMIKONDUKTOR Sn(Se 0,2 S 0.8 ) HASIL PREPARASI TEKNIK VAKUM EVAPORASI UNTUK APLIKASI SEL SURYA

BAB I PENDAHULUAN. Pada saat ini dunia elektronika mengalami kemajuan yang sangat pesat, hal ini

BAB III EKSPERIMEN & KARAKTERISASI

Deskripsi METODE UNTUK PENUMBUHAN MATERIAL CARBON NANOTUBES (CNT)

Magnetoresistansi Divais Spintronika TiO 2 :Co/Si/TiO 2 :Co

I. PENDAHULUAN. kimia yang dibantu oleh cahaya dan katalis. Beberapa langkah-langkah fotokatalis

SYNTHESIS THIN LAYER ZnO-TiO 2 PHOTOCATALYSTS SOL GEL METHOD USING THE PEG (Polyethylene Glycol) AS SOLVENTS SCIENTIFIC ARTICLE

PENUMBUHAN FILM TIPIS SEMIKONDUKTOR

Efek Doping Co Pada Konstanta Kisi Film Tipis polikristal TiO 2 yang Dideposisikan dengan Teknik MOCVD

BAB III METODE PENELITIAN. Metode penelitian yang dilakukan adalah metode eksperimen yang dilakukan di

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN ANALISIS

TEMA: ENERGI TERBARUKAN. FABRIKASI SEL SURYA BERBASIS SILIKON DENGAN LAPISAN ANTI REFLEKSI ZnO MENGGUNAKAN TEKNOLOGI THICK FILM

STUDI TENTANG PENGARUH JARAK (SPACER) TERHADAP KUALITAS KRISTAL LAPISAN TIPIS Sn ) HASIL PREPARASI TEKNIK EVAPORASI VAKUM

Struktur kristal dan Morfologi film tipis GaN yang ditumbuhkan dengan metoda Hot-Wire Pulsed Laser Deposition

Oleh Budi Mulyanti NIM : Tim Pembimbing Dr. Sukirno Prof. Dr. M. Barmawi Dr. Pepen Arifin Dr. Maman Budiman

STRUKTUR KRISTAL DAN MORFOLOGI TITANIUM DIOKSIDA (TiO 2 ) POWDER SEBAGAI MATERIAL FOTOKATALIS

BAB I PENDAHULUAN 1.1 LatarBelakang

MEKANISME PENUMBUHAN LAPISAN TIPIS ALLOY TERNARY GaAs 1-x Sb x DARI SUMBER-SUMBER METALORGANIK TMGa, TDMAAs DAN TDMASb PADA REAKTOR MOCVD ABSTRAK

BAB I PENDAHULUAN. Pesatnya perkembangan teknologi material semikonduktor keramik,

Bab III Metodologi Penelitian

STRUKTUR DAN KOMPOSISI KIMIA LAPISAN TIPIS Sn(So,4Te0,6) HASIL PREPARASI DENGAN TEKNIK EVAPORASI VAKUM

BAB IV RANCANGAN PENELITIAN SPRAY DRYING DAN SPRAY PYROLYSIS. Rancangan penelitian ini dibagi menjadi tiga tahapan utama :

Elektrodeposisi Lapisan Kromium dicampur TiO 2 untuk Aplikasi Lapisan Self Cleaning

Efek Annealing Pada Penumbuhan Film Tipis Ferroelektrik PbZr 0,625 Ti 0,375 O 3 (PZT)

BAB III METODOLOGI PENELITIAN. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metoda eksperimen.

Berkala Fisika ISSN : Vol 4, No. 2, April 2001, hal 40-44

PEMBUATAN KONDUKTOR TRANSPARAN THIN FILM SnO2 DENGAN MENGGUNAKAN TEKNIK SPRAY PYROLYSIS

1. JUDUL PENELITIAN RANCANG BANGUN ALAT SPINCOATING

BAB I PENDAHULUAN. Perkembangan teknologi yang semakin maju dalam beberapa dekade ini

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang

I. PENDAHULUAN. Lapisan tipis merupakan suatu lapisan dari bahan organik, anorganik, metal,

BAB III METODE PENELITIAN. Pelaksanaan penelitian ini pada dasarnya meliputi tiga tahapan proses

Penumbuhan Lapisan Tipis µc-si:h Tipe-P dengan Metode HW-PECVD untuk Aplikasi Sel Surya

PENGARUH DAYA PLASMA PADA STRUKTUR MIKRO DAN SIFAT OPTIK FILM TIPIS CdTe YANG DITUMBUHKAN DENGAN DC MAGNETRON SPUTTERING

BAB I PENDAHULUAN. kita terima bahwa pemakaian energi berbahan dasar dari fosil telah menjadi salah

SIFAT OPTIK STRUKTUR KRISTAL DAN STRUKTUR MIKRO LAPISAN TIPIS ZnO:Al PADA SUBSTRAT KACA SEBAGAI BAHAN TCO

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

KARAKTERISASI MIKROSTRUKTUR FEROELEKTRIK MATERIAL SrTiO 3 DENGAN MENGGUNAKAN SCANNING ELECTRON MICROSCOPY (SEM)

SIFAT OPTIK, STRUKTUR KRISTAL DAN STRUKTUR MIKRO LAPISAN TIPIS ZnO:Al PADA SUBSTRAT KACA SEBAGAI BAHAN TCO

PEMBENTUKAN LAPISAN TIPIS TiC MENGGUNAKAN METODE PIRAC : OKSIDASI PADA 980 o C DI UDARA

Sintesis Komposit TiO 2 /Karbon Aktif Berbasis Bambu Betung (Dendrocalamus asper) dengan Menggunakan Metode Solid State Reaction

Pengaruh Temperatur dan Waktu Putar Terhadap Sifat Optik Lapisan Tipis ZnO yang Dibuat dengan Metode Sol-Gel Spin Coating

PENGARUH SUHU SUBSTRAT TERHADAP KUALITAS KRISTAL LAPISAN TIPIS Sn(Se 0,4 Te 0,6 ) HASIL PREPARASI DENGAN TEKNIK EVAPORASI VAKUM

BAB III METODE PENELITIAN

BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang

METODOLOGI PENELITIAN

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

BAB III METODOLOGI PENELITIAN. Lokasi penelitian dilakukan di Laboratorium Fisika Material, Jurusan

HASIL DAN PEMBAHASAN. didalamnya dilakukan karakterisasi XRD. 20%, 30%, 40%, dan 50%. Kemudian larutan yang dihasilkan diendapkan

1 BAB I PENDAHULUAN. Salah satu industri yang cukup berkembang di Indonesia saat ini adalah

Bab III Metoda Penelitian

Aristanto Wahyu Wibowo, A. K. Prodjosantoso & Cahyorini K.

Pengaruh Rapat Arus dan Asam Borat terhadap Kualitas dan Morfologi Hasil Elektrodeposisi Kobal pada Substrat Tembaga

Bab III Metodologi Penelitian

Gambar 3.1 Diagram alir penelitian

PENGARUH KETEBALAN LAPISAN PENYANGGA TERHADAP KUALITAS FILM TIPIS GaN

BAB IV ANALISA DATA & PEMBAHASAN

4 Hasil dan Pembahasan

Sintesis Lapis Tipis Fotokatalis ZnO-TiO 2 Menggunakan Metode Sol Gel dengan PEG (Polyethylene Glycol) sebagai Pelarut

BAB III METODE PENELITIAN. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Juli 2005 sampai Juni 2006, bertempat di

SINTESIS LAPISAN TIPIS SEMIKONDUKTOR DENGAN BAHAN DASAR TEMBAGA (Cu) MENGGUNAKAN CHEMICAL BATH DEPOSITION

PREPARASI DAN KARAKTERISASI PADUAN SEMIKONDUKTOR Sn(Se 0,6 Te 0,4 ) DENGAN METODE BRIDGMAN MELALUI VARIASI WAKTU PEMANASAN

Bab IV Hasil dan Pembahasan

SINTESIS LAPISAN TiO 2 MENGGUNAKAN PREKURSOR TiCl 4 UNTUK APLIKASI KACA SELF CLEANING DAN ANTI FOGGING

BAB III METODOLOGI PENELITIAN. perlakuan panas atau annealing pada lapisan sehingga terbentuk butiran-butiran

Mikrostruktur Semikonduktor GaN di Atas Substrat Silikon Dengan Metode Sol-Gel

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

PENGARUH KONDISI ANNEALING TERHADAP PARAMETER KISI KRISTAL BAHAN SUPERKONDUKTOR OPTIMUM DOPED DOPING ELEKTRON Eu 2-x Ce x CuO 4+α-δ

HASIL DAN PEMBAHASAN. dengan menggunakan kamera yang dihubungkan dengan komputer.

PENUMBUHAN LAPISAN TIPIS SEMIKONDUKTOR GaN DI ATAS SUBSTRAT SILIKON DENGAN METODE SOL-GEL

Widyanuklida, Vol. 15 No. 1, November 2015: ISSN

Studi Optimasi Parameter Daya RF untuk Penumbuhan Lapisan Tipis Mikrokristal Silikon dengan Metode Hot Wire Cell PECVD

BAB I PENDAHULUAN. disamping memberikan dampak positif yang dapat. dirasakan dalam melakukan aktifitas sehari hari, juga dapat memberikan beberapa

SINTESIS DAN KARAKTERISASI NANOPARTIKEL TITANIUM DIOKSIDA (TiO 2 ) MENGGUNAKAN METODE SONOKIMIA

KARAKTERISASI SIFAT OPTIK LAPISAN TIPIS ZnO:Al PADA SUBSTRAT GELAS UNTUK JENDELA SEL SURYA

LOGO. STUDI EKSPANSI TERMAL KERAMIK PADAT Al 2(1-x) Mg x Ti 1+x O 5 PRESENTASI TESIS. Djunaidi Dwi Pudji Abdullah NRP

350 0 C 1 jam C. 10 jam. 20 jam. Pelet YBCO. Uji Konduktivitas IV. HASIL DAN PEMBAHASAN. Ba(NO 3 ) Cu(NO 3 ) 2 Y(NO 3 ) 2

BAB I PENDAHULUAN. I.1 Latar Belakang Kebutuhan akan energi semakin berkembang seiring dengan

PENGARUH SUHU DEPOSISI LAPISAN TIPIS TiN TERHADAP SIFAT MEKANIK METAL HASIL PLASMA SPUTTERING

I. PENDAHULUAN. Nanoteknologi merupakan teknologi masa depan, tanpa kita sadari dengan

Nama dan Gelar Lengkap : Dr. Budi Mulyanti, M.Si. Tempat/Tanggal Lahir : Pemalang, 09 Januari 1963

PROGRAM STUDI FISIKA JURUSAN PENDIDIKAN FISIKA

III. METODOLOGI PENELITIAN. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Februari 2013 sampai dengan Juni 2013 di

Diterima April 2005, disetujui untuk dipublikasi Nopember 2005

BAB I PENDAHULUAN. Sel surya merupakan alat yang dapat mengkonversi energi matahari menjadi

BAB III METODE PELAKSANAAN. Metode penelitian yang dilakukan menggunakan eksperimen murni yang

III. METODE PENELITIAN. Penelitian ini dilakukan pada bulan Februari hingga Mei 2012 di Laboratorium. Fisika Material, Laboratorium Kimia Bio Massa,

Transkripsi:

Pengaruh Temperatur Penumbuhan terhadap Struktur Kristal dan Morfologi Film Tipis TiO 2 :Eu yang Ditumbuhkan dengan Metode MOCVD Edy Supriyanto 1,2), Goib Wiranto 3), Heri Sutanto 1,4), Agus Subagio 1,4), Mikrajuddin Abdullah 1), Maman Budiman 1), Pepen Arifin 1), Sukirno 1) dan Moehamad Barmawi 1) 1) Kelompok Keahlian Fisika Material Elektronika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Bandung, Bandung 2) Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,Universitas Jember, Jember 3) Pusat Penelitian Elektronika dan Telekomunikasi, Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia, Bandung 4) Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Diponegoro, Semarang e-mail: supriyanto_e2003@yahoo.com Diterima 7 Februari 2007, disetujui untuk dipublikasikan 13 April 2007 Abstrak Film tipis TiO 2 :Eu telah berhasil ditumbuhkan di atas substrat Si(100) tipe-n dengan metode Metalorganic Chemical Vapor Deposition (MOCVD) dengan menggunakan prekursor metalorganik titanium(iv)isopropoksida [Ti{OCH(CH 3 ) 2 } 4 ] 99,99% dan europium nitrat [Eu(NO 3 ) 3.6H 2 O] 99.99%. Tetrahidrofuran (THF) digunakan sebagai pelarut bahan prekursor. Hasil analisis X-ray Diffraction ( XRD) menunjukkan bahwa film tipis yang ditumbuhkan pada 450 ο C memiliki bidang kristal rutil (200), rutil (002) dan anatase (211). Film yang ditumbuhkan pada temperatur 500 ο C memiliki bidang kristal fasa tunggal rutil (002) dengan bentuk butiran kolumnar dan morfologi permukaan film relatif halus, sedangkan pada temperatur penumbuhan 550 ο C dihasilkan film dengan bidang kristal rutil (200) dan rutil (002). Morfologi permukaan film tipis TiO 2 :Eu dipengaruhi oleh besarnya kandungan atom Eu. Bertambahnya kandungan Eu akan menghasilkan morfologi permukaan film yang kasar dan butiran film menjadi lebih besar. Dapat disimpulkan bahwa struktur kristal dan morfologi permukaan film dipengaruhi oleh temperatur penumbuhan. Kata kunci: Butiran, Struktur kristal dan morfologi TiO 2 :Eu, MOCVD Abstract Thin film of TiO 2 :Eu had been grown on an n-type Si(100) substrate using Metalorganic Chemical Vapor Deposition (MOCVD) method with titanium (IV) isopropoxide [Ti{OCH(CH 3 ) 2 } 4 ] 99.99% and europium nitrate [Eu(NO 3 ) 3.6H 2 O] 99.99% as the metal organic precursors. The tetrahydrofuran (THF) was used as a solvent for the precursor. X-ray Diffraction (XRD) analysis showed that the TiO 2 :Eu thin film grown at temperature of 450 ο C had crystal planes of rutile (200), rutile (002) and anatase (211), whereas film grown at 500 ο C resulted in a crystal plane of rutile (002) with columnar grain and surface morphology relatively smooth. On the other hand, film grown at temperature of 550 ο C has rutile (200) and rutile (002) planes. The surface morphology of thin films TiO 2 :Eu was affected by Eu atom concentration. The roughness of surface morphology increased with increasing Eu content and therefore the grains became larger. It can be concluded that the crystal structure and surface morphology properties of the films depended significantly on the substrate temperature. Keywords: Grain, Crystal structure and morphology of TiO 2 :Eu, MOCVD 1. Pendahuluan Penumbuhan RE pada fluoride glasses, oksida, fosfor metal organic complexes dan dalam berbagai Sifat luminesens elemen rare-earth (RE) material semikonduktor telah dilaporkan (Palominodengan host pada beberapa matriks kristal seperti Merino et al., 2001). Dari penelitian tersebut diperoleh semikonduktor dan insulator oksida mempunyai informasi bahwa tidak semua film yang dihasilkan potensi yang besar untuk diaplikasikan pada piranti mempunyai sifat mekanik yang baik, kestabilan termal diagnosa dalam bidang kedokteran, penyimpan optik dan sifat anti korosi. Oleh karena itu, perlu usaha dengan kapasitas besar, piranti optoelektronika dan flat mencari matriks induk film tipis baru untuk panel display (Palomino-Merino et al., 2001). Sinyal menumbuhkan RE. Untuk mencapai tujuan tersebut, luminesens yang berupa garis-garis spektrum dipilih TiO memberikan informasi tentang struktur elektronik dari 2 sebagai material induk karena bahan ini merupakan material oksida yang mempunyai sifat tidak RE dan tidak bergantung pada matriks host. korosif dan memiliki resistansi mekanik yang baik. Metode yang telah dilakukan untuk menumbuhkan film 69

70 JURNAL MATEMATIKA DAN SAINS, JUNI 2007, VOL. 12 NO. 2 tipis TiO 2 :Eu seperti sol-gel (Palomino-Merino et al., 2001; Conde-Gallardo et al., 2003; Zeng et al., 2006; Zhang et al., 2003) dan solvothermal synthetic (Yi et al., 2006). Penelitian mengenai penumbuhan RE sebagai film tipis, yang merupakan suatu format penting untuk dapat diterapkan pada teknologi seperti divais light emitting dan flat panel display device, masih sangat sedikit. Untuk menjawab permasalahan tersebut, telah dilakukan penelitian terhadap proses penumbuhan film tipis TiO 2 :Eu dengan metode Metalorganic Chemical Vapor Deposition (MOCVD). Metode MOCVD merupakan salah satu metode penumbuhan yang berpotensi tinggi dalam bidang teknologi pembuatan film tipis (Jones and O Brien, 1997). Pengontrolan terhadap aliran bahan yang diuapkan sebagai bahan prekursor yang selanjutnya akan tumbuh membentuk film tipis, dapat dilakukan dengan mudah dan akurat sehingga stoikiometri film dapat dikendalikan dengan baik. Film yang terbentuk memiliki homogenitas yang tinggi. Temperatur penumbuhan yang digunakan relatif rendah dan film dapat ditumbuhkan dengan ukuran yang luas dengan tingkat homogenitas yang tinggi (Ohring, 2002; Saragih dkk., 2006). Dalam makalah ini akan dilaporkan hasil studi pengaruh temperatur penumbuhan terhadap struktur kristal dan morfologi film tipis TiO 2 :Eu yang ditumbuhkan dengan metode MOCVD. 2. Metode Film tipis TiO 2 :Eu ditumbuhkan di atas substrat silikon (Si) dengan menggunakan sistem reaktor MOCVD. Sebelum digunakan, substrat Si(100) tipe-n dicuci dengan menggunakan aseton selama 5 menit, kemudian dengan metanol selama 5 menit dan diakhiri dengan 10% HF dalam de-ionized water selama 2 menit untuk menghilangkan lapisan alami SiO 2 dari permukaan substrat dan selanjutnya dikeringkan dengan gas N 2 (tingkat kemurnian 99,99%). Substrat kemudian ditempelkan pada permukaan suceptor (pelat pemanas) di dalam ruang penumbuhan. Prekursor metalorganik yang digunakan adalah titanium(iv)isopropoksida [Ti{OCH(CH 3 ) 2 } 4 ] 99,99% berbentuk cair pada temperatur ruang dengan titik leleh 20 ο C (Sigma) dan europium nitrat [Eu(NO 3 ) 3.6H 2 O] masing-masing dengan tingkat kemurnian 99.99%. [Eu(NO 3 ) 3.6H 2 O] (Kanto chemical Japan) berbentuk kristal tak berwarna dengan titik leleh 85 ο C. Bahan ini dilarutkan ke dalam pelarut tetrahidrofuran (THF) dengan konsentrasi 0,1 M. Larutan yang diperoleh dan [Ti{OCH(CH 3 ) 2 } 4 ] dicampur dengan perbandingan 1:4 dan selanjutnya dimasukkan ke dalam bubbler yang telah terhubung dengan suatu sistem perpipaan ke ruang deposisi. Bahan prekursor yang telah dimasukkan dalam bubbler, kemudian diuapkan memakai plat pemanas sesuai dengan titik uap bahan. Uap bahan prekursor dialirkan ke ruang deposisi untuk menghujani permukaan substrat dengan menggunakan gas argon (Ar) sebagai gas pembawa. Tekanan uap pada bubbler dikendalikan memakai suatu katub pengendali. Bersamaan dengan proses pemanasan bubbler, ruang deposisi divakumkan sampai tekanan 2x10-3 Torr dan substrat yang terletak di dalamnya dipanaskan. Parameter penumbuhan ditampilkan pada Tabel 1. Tabel 1. Parameter penumbuhan film tipis TiO 2 :Eu (condenal) Parameter Penumbuhan Temperatur substrat (T s ) Temperatur bubbler (T bl ) Tekanan uap bahan campuran (P b ) Laju aliran gas Ar Tekanan total penumbuhan (P T ) Lama penumbuhan 450-550 ο C 60 ο C 206 Torr 100 sccm 2x10-3 Torr 2 jam Struktur kristal butiran ditentukan dari hasil uji X-ray Diffraction (XRD) dengan menggunakan radiasi Cu K α (λ=1,54056å) (Philips PW3710). Ketebalan dan modus penumbuhan film tipis dianalisis dari hasil potret Scanning Electron Microscope (SEM) (Jeol JSM 6360LA). 3. Hasil dan Diskusi Gambar 1 menunjukkan pola XRD dan citra SEM penampang lintang film tipis TiO 2 :Eu yang ditumbuhkan pada temperatur 450 ο C. Film tumbuh membentuk bidang polikristal rutile (002), anatase (211), rutile (200) dan memiliki ketebalan sekitar 0.8 µm. Film tersusun dari sekumpulan butiran yang bentuknya tidak homogen sepanjang ketebalan film. Orientasi random butiran kecil ditemukan pada permukaan substrat, sementara bagian film yang jauh dari permukaan substrat secara random disusun oleh butiran-butiran yang berbentuk kerucut (Gambar 1.b). Hal ini sesuai dengan hasil pola XRD-nya di mana butiran memiliki orientasi penumbuhan polikristal.

Supriyanto dkk, Studi Pengaruh Temperatur Penumbuhan terhadap Struktur Kristal 71 Gambar 1. Pola XRD dan citra SEM penampang lintang film tipis TiO 2 :Eu yang ditumbuhkan pada temperatur 450 ο C. Gambar 2 menunjukkan pola XRD dan citra SEM penampang lintang film tipis TiO 2 :Eu yang ditumbuhkan pada temperatur 500 ο C. Film tumbuh membentuk bidang kristal fase tunggal rutile (002) yang memiliki ketebalan sekitar 0.4 µm. Film yang terdiri dari butiran kolumnar memiliki batas antar butir yang sangat jelas dengan bentuk yang relatif seragam dan rapat sehingga menghasilkan permukaan film yang relatif rata. Hal ini sesuai dengan hasil pola XRD di mana butiran memiliki orientasi penumbuhan yang sama, yaitu membentuk bidang rutile (002) dengan intensitas latar belakang yang relatif lebih rendah. Hal ini menunjukkan bahwa atom-atom yang terdapat pada batas antar butir telah memposisikan diri sesuai dengan susunan atom butiran induknya. Kehadiran atom pengotor di dalam film dengan baik dapat dihindari. Hal ini ditunjukkan secara tidak langsung oleh bentuk butiran yang kolumnar dari permukaaan substrat sampai permukaan film. Penambahan temperatur penumbuhan ke 550 ο C menghasilkan bidang rutile (002) dan rutile (200) dengan ketebalan sekitar 0,1 µm (Gambar 3). Butiran penyusun film memiliki bentuk kolumnar, namun batas butir belum terlihat dengan jelas, yang secara tidak langsung menyatakan bahwa hubungan antar butir belum terbentuk dengan baik. Hal ini dapat dikonfirmasi dari hasil intensitas latar belakang difraksi Gambar 2. Pola XRD dan citra SEM penampang lintang film tipis TiO 2 :Eu yang ditumbuhkan pada temperatur 500 ο C. sinar-x (Gambar 3.a) yang menunjukkan bahwa masih ada fase amorf dalam film yang terbentuk pada batas antar butir. 1 µm Gambar 3. Pola XRD dan citra SEM penampang lintang film tipis TiO 2 :Eu yang ditumbuhkan pada temperatur 550 ο C.

72 JURNAL MATEMATIKA DAN SAINS, JUNI 2007, VOL. 12 NO. 2 Gambar 4 menunjukkan citra SEM permukaan film tipis TiO 2 :Eu yang ditumbuhkan pada temperatur 450 ο C, 500 ο C, dan 550 ο C. Dari hasil karakterisasi EDS, persentasi kandungan Eu pada setiap film masing-masing 0.08% pada film tipis pada Gambar 4a, 0,03% pada Ganbar 4b, dan 0,01% pada tipe film seperti pada Gambar 4c. Ukuran rata-rata butiran setiap film berbeda. Film yang ditumbuhkan pada temperatur 450 ο C mempunyai tingkat kekasaran yang lebih tinggi, sementara film yang ditumbuhkan pada temperatur 550 ο C mempunyai struktur yang lebih halus dibandingkan dengan film yang ditumbuhkan pada temperatur 450 ο C dan 500 ο C. Tingkat kekasaran suatu permukaan film dapat dipengaruhi oleh 4 faktor, yaitu (1) besarnya ketidaksesuaian panjang parameter kisi antara film dan substrat; (2) tingkat pengotor di dalam film; (3) tingkat kehomogenan distribusi titik-titik nukleasi di permukaan substrat dan (4) tinggi rendahnya temperatur penumbuhan. Dari keempat faktor tersebut, yang paling berpengaruh terhadap variasi kekasaran permukaan film tipis TiO 2 :Eu adalah tingkat kandungan bahan Eu dalam membentuk stoikiometri TiO 2 :Eu akibat perbedaan temperatur penumbuhan (Gambar 4). Dalam hal ini atom-atom Eu dipandang sebagai pengotor pada bahan TiO 2. (c) Gambar 4. Citra SEM permukaan film tipis TiO 2 :Eu yang ditumbuhkan pada temperatur 450 ο C, 500 ο C dan (c) 550 ο C. Untuk memastikan bahwa Eu sudah masuk dalam matrik TiO 2 diperlukan metode karakterisasi lain seperti metode photoluminescence. 4. Kesimpulan Film tipis TiO 2 :Eu telah ditumbuhkan di atas substrat Si(100) dengan menggunakan metode MOCVD. Pada temperatur substrat 500 ο C, temperatur bubbler 50 ο C, tekanan uap bahan prekursor 206 Torr, laju aliran gas Ar 100 sccm dan tekanan total penumbuhan 2x10-3 Torr diperoleh film tipis dengan bidang kristal fase tunggal rutile (002) dan morfologi permukaan film relatif halus dengan ukuran butiran dalam orde nanometer. Kondisi ini merupakan parameter optimum penumbuhan film tipis TiO 2 :Eu. Film yang diperoleh pada penelitian ini memiliki ketebalan yang sangat homogen untuk ukuran substrat 3x3 cm 2. Bahan prekursor europium nitrat dilarutkan dalam THF yang belum pernah dilakukan oleh peneliti sebelumnya. Daftar Pustaka Conde-Gallardo, A., M. Garcı a-rocha, R. Palomino- Merino, M. P. Velásquez-Quesada, and I. Hernández-Calderón, 2003, Photoluminescence Properties of Tb +3 and Eu +3 Ions Hosted in TiO 2 Matrix, Appl. Surf. Sci., 212:213, 583-588. Jones, A. C. and P. O Brien, 1997, CVD of Compound Semiconductors: Precursors Synthesis, Development and Applications, VCH Verlagsgesellschaft mbh, Germany. Ohring, M., 2002, Materials Science of Thin Films: Deposition and Structure, 2 nd ed., Academic Press, London. Palomino-Merino, R., A. Conde-Gallardo, M. Garcıa- Rocha, I. Hernandez-Calderon, V. Castano, and R. Rodrıguez, 2001, Photoluminescence of TiO 2 : Eu +3 Thin Films Obtained by Sol Gel on Si and Corning Glass Substrates, Thin Solid Films, 401, 118-123. Saragih H., E. Supriyanto, P. Arifin, dan M. Barmawi, 2006, Studi Penumbuhan Film Tipis Ti 1-x Co x O 2 dengan Teknik MOCVD Menggunakan Prekursor Titanium(IV)Isopropoxide dan Tris (2,2,6,6-tetramethyl-3,5- heptanedionato) Cobalt (III), Proceedings ITB Sains &Teknologi, 38A:2, 117-131. Yi, S.S, J. S. Bae, B. K. Moon, J. H. Jeong, and J. H. Kim, 2006, Highly Enhanced Luminescence

Supriyanto dkk, Studi Pengaruh Temperatur Penumbuhan terhadap Struktur Kristal 73 of Nanocrystalline TiO 2 :Eu 3+ Phosphors, Optical Material, 28, 610-614. Zeng, Q. G., Z. J. Ding, and Z. M. Zhang, 2006, Synthesis, Structure and Optical Properties of Eu 3+ /TiO 2 Nanocrystals at Room Temperature, J. Luminescence, 118, 301-307 Zhang, Y., H. Zhang, Y. Xu, and Y. Wang, 2003, Europium Doped Nanocrystalline Titanium Dioxide: Preparation, Phase Transformation and Photocatalytic Properties, J. Mater. Chem., 13, 2261-2265.