Penumbuhan Film Tipis Semikonduktor Ferromagnetik GaN:Mn Menggunakan Metode Plasma Assisted Metal Organic Chemical Vapor Deposition (PA-MOCVD)

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

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

RINGKASAN HIBAH BERSAING

ARTIKEL ILMIAH HIBAH BERSAING

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

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

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

BAB III EKSPERIMEN & KARAKTERISASI

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

USUL PENELITIAN HIBAH BERSAING

PENGARUH FRAKSI MOL Mn/Ga LARUTAN TERHADAP KOMPOSISI DAN MIKRO STRUKTUR LAPISAN TIPIS GaN: Mn YANG DIDEPOSISI METODE SOL-GEL

PENUMBUHAN FILM TIPIS SEMIKONDUKTOR

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

PENGARUH KETEBALAN LAPISAN PENYANGGA TERHADAP KUALITAS FILM TIPIS GaN

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

PENGARUH LAJU MOLAR Mn LARUTAN TERHADAP MIKROSTRUKTUR FILM LAPISAN GaN: Mn YANG DIDEPOSISI DI ATAS SUBSTRAT Si MENGGUNAKAN METODE CSD

BAB IV PERHITUNGAN & ANALSIS HASIL KARAKTERISASI XRD, EDS DAN PENGUKURAN I-V MSM

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

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

Gambar 1.1 Ilustrasi struktur MTJ (tanpa skala) dengan arah lapisan magentisasi (Ali, 2013)

PENGARUH PENGOTOR Co PADA STRUKTUR DAN KONDUKTIVITAS FILM TIPIS TiO 2

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

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

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

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

Pengaruh Laju Molar Mn Larutan Terhadap Mikrostruktur Lapisan Tipis GaN:Mn yang Dideposisi di atas Substrat Si Menggunakan Metode Sol-Gel

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


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

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

BAB I PENDAHULUAN. Spektrum elektromagnetik yang mampu dideteksi oleh mata manusia

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

Kata Kunci: DMS, GaN, sputtering, implantasi ion, spintronik

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

Universitas Pendidikan Indonesia, Bandung 2) Kelompok Keilmuan Fisika Material Elektronik, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

PEMBUATAN KONDUKTOR TRANSPARAN THIN FILM SnO2 DENGAN MENGGUNAKAN TEKNIK SPRAY PYROLYSIS

Deskripsi METODE UNTUK PENUMBUHAN MATERIAL CARBON NANOTUBES (CNT)

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

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

Diterima Juni 2004, disetujui untuk dipublikasikan September 2004

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Diterima April 2005, disetujui untuk dipublikasi Nopember 2005

Karakterisasi FTIR pada Studi Awal Penumbuhan CNT dengan Prekursor Nanokatalis Ag dengan Metode HWC-VHF-PECVD

Mekanisme Hamburan Defek Statis Dan Vibrasi Termal Terhadap Mobilitas Elektron Pada Film Tipis GaN

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

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

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

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

1. URAIAN UMUM 1.1 Judul Penelitian : PENUMBUHAN LAPISAN SEMIKONDUKTOR DENGAN TEKNIK SPIN COATING. Bidang Keahlian Fisika Semikonduktor

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

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

Karakterisasi XRD. Pengukuran

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

Homogenitas Ketebalan, Konduktivitas Listrik dan Band Gap Lapisan Tipis a-si:h tipe-p dan tipe-p Doping Delta yang dideposisi dengan Sistem PECVD

Jurusan Pendidikan Fisika FPMIPA UPI 2005

BAB I PENDAHULUAN. Oksida konduktif transparan atau transparent conductive oxide (TCO)

Modul - 4 SEMIKONDUKTOR

PENUMBUHAN LAPISAN TIPIS SILIKON MIKROKRISTAL (µc Si:H) TIPE-P DENGAN METODE HOT WIRE PLASMA ENHANCED CHEMICAL VAPOR DEPOSITION (HW-PECVD)

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

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Gambar 2.1. momen magnet yang berhubungan dengan (a) orbit elektron (b) perputaran elektron terhadap sumbunya [1]

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

BAB I 1 PENDAHULUAN. kemampuan mengubah bentuk radiasi cahaya menjadi sinyal listrik. Radiasi yang

2 SINTESIS DAN KARAKTERISASI NANOSTRUKTUR ZnO

ANALISIS STRUKTUR DAN SIFAT MAGNET BAHAN SUPERKONDUKTOR Eu 2-x Ce x CuO 4+α-δ ELECTRON-DOPED

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

Pengaruh ketebalan lapisan penyangga pada struktur kristal film GaN yang ditumbuhkan dengan Pulsed Laser Deposition Dadi Rusdiana

HASIL DAN PEMBAHASAN. Struktur Karbon Hasil Karbonisasi Hidrotermal (HTC)

1. Semikonduktor intrinsik : bahan murni tanpa adanya pengotor bahan lain. 2. Semikonduktor ekstrinsik : bahan mengandung impuritas dari bahan lain

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

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

Efek doping Al pada sifat optik dan listrik lapisan tipis ZnO hasil deposisi dengan DC sputtering

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

BAB I PENDAHULUAN. pembuatan piranti optoelektronika yang berkualitas tinggi.

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

4 Hasil dan Pembahasan

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

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah

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

PEMBUATAN SENSOR GAS HIDROGEN BERBASIS FILM TIPIS GaN DENGAN TEKNIK SOL GEL SPIN COATING UNTUK KOMPONEN PADA SISTEM PENDETEKSI KEBOCORAN GAS

Oleh: Tyas Puspitaningrum, Tjipto Sujitno, dan Ariswan

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

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

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

Analisis Numerik Resonansi Tunneling Pada Sruktur Lapis Tiga GaAs / Al x Ga 1-x As Menggunakan Algoritma Numerov.

Disusun Oleh Koordinator Kegiatan (Drs. Saeful Karim,M.Si)

ABSTRACT STUDY OF THE EFFECT OF DIMENSION AND GEOMETRIC TOWARD MAGNETIC DOMAIN WALL PROPAGATION ON PERMALLOY THIN LAYER ( )

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

MAKALAH PITA ENERGI. Di susun oleh, Pradita Ajeng Wiguna ( ) Rombel 1. Untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Fisika dan Teknologi Semikonduktor

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

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

Simulasi Mikromagnetik dari Proses Switching dalam Nano Dot Permalloy Magnetik

PENUMBUHAN LAPISAN TIPIS BARIUM FERRUM TITANAT (BFT) DENGAN METODE SOL GEL

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

Struktur Kristal dan Konduktivitas Paduan Oksida Nd1+xBa2-xCu3O7 yang disintesis dengan Metode Reaksi Padatan

for CD-R/DVD - R/RW/RAM

Penumbuhan Lapisan Tipis Material Sensor Giant Magnetoresistance Berstruktur Sandwich dengan Metode Sputtering

Transkripsi:

Penumbuhan Film Tipis Semikonduktor Ferromagnetik GaN:Mn Menggunakan Metode Plasma Assisted Metal Organic Chemical Vapor Deposition (PA-MOCVD) Oleh Budi Mulyanti 30201015 Tim Pembimbing Dr. Sukirno Prof. Dr. M. Barmawi Dr. Pepen Arifin Dr. Maman Budiman

OUTLINE Pendahuluan Divais spintronik Material DMS GaN:Mn Sistem PA-MOCVD Tujuan dan ruang lingkup penelitian Penumbuhan GaN:Mn Karakterisasi Sifat struktur & morfologi permukaan film Sifat magnetik Sifat listrik dan optik Kesimpulan & saran Hal baru/kontribusi ilmiah Publikasi ilmiah

PENDAHULUAN SPINTRONIK Perkembangan teknologi informasi industri SK dan penyimpanan data magnetik Perkembangan industri SK: divais elektronik mempercepat laju pemrosesan data memperkecil ukuran divais divais optoelektronik, mis LED keunggulan memiliki waktu hidup lebih panjang Perkembangan teknologi penyimpanan data keunggulan sifat NON VOLATILE Dalam upaya penggabungan keunggulan ketiga bidang divais SPINTRONIK

ROAD MAP DIVAIS SPINTRONIK (Pearton et al, 2003)

Orientasi sumbu spin elektron Baterai Arus CONTOH DIVAIS SPINTRONIK Arus spin-terpolarisasi magnetik tunnel junction (MTJ) Orientasi polarisasi spin ferromagnetik Barrier Bahan bukanmagnetik Lapisan ferromagnetik Spin-FET konfigurasi Datta-Das

MENGAPA DMS? Kebutuhan DMS (diluted magnetic semiconductor) dipicu oleh rendahnya efisiensi injeksi spin dari logam FM ke lapisan semikonduktor, Contoh: Ni, efisiensi 0,05 % (Schmidt, 2001) DMS: Semikonduktor yang diberi doping ion-ion magnetik. Ion magnetik dopan menyebabkan adanya momen magnetik spin Semikonduktor Semikonduktor DMS magnetik

SYARAT DMS UNTUK SPINTRONIK T C RT Memiliki sifat listrik dan optik yang cocok dengan material induk Teknologi material induk telah dikembangkan untuk aplikasi yang lain Contoh: GaAs LED infra merah, high speed digital electronics InAs sensor magnetik GaN laser diode warna hijau, detektor UV Efisiensi injeksi spin yang tinggi (Reed, 2003, Pearton, dkk., 2003)

KANDIDAT MATERIAL DMS DMS berbasis III-V:Mn, seperti GaAs:Mn dan InAs:Mn memiliki T C << temperatur kamar GaN:Mn Mengapa GaN:Mn? Tk Teknologi material ilidkgntlh induk GaN telah established [Pearton, dkk., 2003] Model Mean field memprediksikan GaN:Mn, T C > RT [Dietl,dkk, 2000] Berdasarkan perhitungan perbedaan energi kestabilanfm GaN:Mn [Sato dan Katayama-Yoshida, 2001] Bersifat half metallic ideal untuk injeksi spin [Kronik, dkk, 2002 dan Jain, dkk, 2002] Mn adalah dopan yang paling ideal menghasilkan momen sampai 4 Bohr magneton [Ohno, dkk, 1992]

PERKEMBANGAN PENUMBUHAN GaN:Mn METODE, T g ( o C) % Mn T C (K) REFERENSI Sintesa alloy Ga/Mn 0,5 2-300 Szyszko, dkk., 2001 1200-1250 kristal bulk Zajak, dkk., 2003 Ion implantation 5 x 10 16 /cm 2 ~250 Theodoropoulo, dkk., 2001 MBE, 865 7,0 ~25 Overberg, dkk., 2001 GS MBE, 700-925 3,5-9,0 ~300 Overberg, dkk., 2002 MBE, 700-750 3,0-12,0 ~300 Thaler, dkk., 2002 Thaler, 2004 Dengan MBE dapat menghasilkan kristal tunggal dengan konsentrasi Mn tinggi, NAMUN memiliki kendala: biaya operasional yang tinggi

PERKEMBANGAN PENUMBUHAN MOCVD-GaN:Mn Tg( o C) SUMBER % Mn T C (K) REFERENSI 1060 TCM Semi insulator Korotkov, dkk., 2002 850-1040 (EtCp) 2 Mn 0,6-2,3 228 520 Reed, 2003 900-1050 (Cp) 2 Mn 1,2-1,5 ~300 Kane, dkk., 2005 Semi insulator 900-1050 (Cp) 2 Mn 1,2-1,5 ~300 Strassburg, dkk., 2005 Semuanya memiliki kelemahan : T g yang tinggi T g yang tinggi sulit mengontrol atom-atom nitrogen muncul fase kedua tidak cocok untuk aplikasi divais multilayer

MENGAPA PA-MOCVD? Reaktor PA-MOCVD MOCVD dengan aplikator plasma menghasilkan nitrogen radikal menurunkan T g

TUJUAN PENELITIAN 1. Menghasilkan metode penumbuhan untuk memperoleh film tipis GaN:Mn yang memiliki karakteristik yang tepat untuk aplikasi divais spintronik. 2. Memahami kaitan antara temperatur penumbuhan dan konsentrasi Mn dengan sifat magnetik GaN:Mn. 3. Menghasilkan film tipis GaN:Mn yang homogen dan memiliki sifat-sifat listrik dan optik yang sesuai dengan semikonduktor GaN.

RUANG LINGKUP DAN BATAS PENELITIAN 1. Simulasi penumbuhan GaN:Mn dengan metode MOCVD 2. Penumbuhan film tipis GaN:Mn dengan metode PA-MOCVD di atas safir (0001), sumber: TMGa gas nitrogen UHP CpMnT 3. Karakterisasi film tipis GaN:Mn komposisi atom dalam GaN:Mn EDS struktur dan orientasi film XRD, HR-XRD morfologi permukaan film SEM dan AFM sifat magnetik VSM sifat listrik metode Hall-van der Pauw sifat optik UV Vis

Simulasi Penumbuhan GaN:Mn LANGKAH SIMULASI Gambarkan geometri reaktor Tentukan model fisika dan SB yang akan digunakan Bentuk persamaan tanpa dimensi Hitung koefisien-koefisien FEMLAB

HASIL SIMULASI (1) Ada 3 daerah temperatur penumbuhan sesuai teori Jones dan O Brien (1997) dan Briot (1998)

HASIL SIMULASI (2) T g ( o C) Laju penumbuhan (nm/s) pada r = 35 3,5 cm Daerah kehomogenan (cm) 300 0,092-500 0,127-700 0,148-900 0,156 3,5 4,5 1100 0,153 3,5 4,5 Stringfellow (1988) : Pada T g rendah sulit diperoleh daerah kehomogenan. Pada T g tinggi daerah kehomogenan pada r > 3 cm. Laju penumbuhan 0,153 nm/s (0,55 μm/jam) j ) pada T g = 1100 o C & 0,156 nm/s (0,56μ m/jam) pada T g = 900 o C. (Sesuai hasil eksperimen penumbuhan GaN dengan sumber TEGa) pada p = 76 Torr, T g = 900 o C 1,1 μm/jam)

PENUMBUHAN GaN:Mn Parameter penumbuhan GaN:Mn Temperatur penumbuhan 625-700 o C Tekanan reaktor 0,03-0,05 Torr Laju alir TMGa (-10 o C) 0,06-0,19 sccm Laju alir N 2 70-120 sccm Laju alir CpMnT 002 0,02-0,0606 sccm Temperatur bubbler CpMnT 27-50 o C Daya plasma 150-200 watt Waktu penumbuhan 1,5-2,0 jam

LAJU PENUMBUHAN GaN:Mn

2,8 2,6 2,4 V/III = 1100 Ga/Mn = 0,4 ) Ink korporasi Mn (%) 2,2 2,0 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 620 640 660 680 700 INKORPORASI Mn KE DALAM GaN:Mn Temperatur penumbuhan ( o C) Inkorporas si Mn (%) 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 Tg = 700 o C V/III = 1100 Inkorporas si Mn (%) 2,1 2,0 1,9 1,8 1,7 1,6 1,5 Tg = 650 o C Mn/Ga = 0,4 1,0 1,4 0,5 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 Fraksi molar Mn/Ga 1,3 200 400 600 800 1000 1200 Rasio fluks V/III

Sifat Struktur GaN:Mn (1) Pola XRD sampel GaN:Mn, T g = 650 o C X Mn = 1,4% X Mn = 2,0% X Mn = 6,4% Mn

Sifat Struktur GaN:Mn (2) Pola HR-XRD sampel GaN:Mn, T g = 650 o C dengan x Mn = 6,4% Pola HR-XRD sampel GaN:Mn, T g = 700 o C dengan x Mn = 6,4%

Konstanta Kisi & FWHM GaN:Mn, T g = 650 o C GaN:Mn, T g = 700 o C PA-MOCVD GaN:Mn (Δc) maks = -0,45 % (x Mn = 0,02) MBE-GaN:Mn (x Mn = 0,005) (Δc) maks = -0,094% (Chang, dkk.,2005)

MORFOLOGI PERMUKAAN GaN:Mn V/III = 1100 Mn/Ga = 0,4 T g = 700 o C T g = 680 o C T = o = o g 650 C T g 625 C Citra SEM

MORFOLOGI PERMUKAAN GaN:Mn 1 T g = 700 o C, x Mn = 6,4% T g = 650 o C, x Mn = 6,4% T g = 680 o C, x Mn = 2,0% Citra AFM

RMS kekasaran GaN:Mn No. Sampel T g ( o C) Konsentrasi Mn (%) RMS kekasaran (nm) 1 #2A 680 2,0 12,93 2 #3.1 700 64 6,4 12,31 3 #8.1 650 1,6 6,01 4 #10.1 650 6,4 11,53

SIFAT MAGNETIK GaN:Mn T g = 700 o C(a)x Mn = 2,5% (b) x Mn = 3,2% dan (c) x Mn = 2,0 %.

Parameter Magnetik GaN:Mn T g ( o C) Konsentrasi Mn (%) Magnetisasi remanen M r (Oe/cm 3 ) Magnetisasi saturasi M s (Oe/cm 3 ) Koersivitas magnetik H c (Oe) 650 1,4 10,4 20,0 300 650 1,6 10,2 21,0 500 650 2,0 11,7 22,5 780 650 6,4 12,0 35,0 430 700 2,0 11,5 20,0 700 700 2,5 34,4 39,0 800 700 3,2 18,2 37,0 700

Perbandingan Parameter Magnetik GaN:Mn x Mn (%) H c (Oe) M r (emu/cm 3 ) M S (emu/cm 3 ) Metode Penumbuhan Peneliti, tahun 0,014-0,064 300-800 10,4-34,4 20,0-39,0 PA-MOCVD Mulyanti, 2006 0,006-0,023 100-500 - < 30,0 MOCVD Reed, 2003 0,009-0,012 265-1500 - - Implantasi ion Reed, 2003 0,012-0,015-3 - 5 <11,6 MOCVD Kane, dkk, 2005

Momen Magnetik & Konstanta Kisi GaN:Mn GaN:Mn, T g = 650 o C GaN:Mn, T g = 700 o C

Perbandingan Momen Magnetik GaN:Mn T g ( o C) x Mn Maksimum (%) Solubilitas maksimum (%) Momen magnetik μ B /Mn Metode Penumbuhan Peneliti, tahun 700 3,2 2,5 3,7 650 6,5 2,0 3,1 850 2,3 1,8 3,4 1040 0,6 0,6 1,3 PA-MOCVD Mulyanti, 2006 MOCVD Reed, 2003 800-1100 - 1,5 1,2 1,3 2,9 MOCVD Kane, dkk, 2005 700 9,0 3,0 3,8 MBE Thaler, 2004

Parameter Listrik GaN:Mn PA-MOCVD-GaN:Mn (x=0,02) n = 1,8 x10 19 /cm 3 [Mulyanti, dkk., 2006] MBE-GaN:Mn M (x=0,07) 07) n = 2,4 x10 19 /cm 3 [Overberg, dkk., 2002] MOCVD-GaN:Mn (x=0,006) 006) n = 6,0x10 17 /cm 3 [Reed, dkk., 2003] T g = 650 o C MOCVD- GaN:Mn (x=0,015) 015) n = 6,0x10 17 /cm 3 [Kane, dkk., 2005]

Resistivitas GaN:Mn MBE-GaN:Mn M (x=0,07) 07) ρ = 9,5 Ω cm [Lee, dkk., 2004] MBE-GaN:Mn (x=0,03-0,07) ρ = 2 100 Ω cm [Polyakov, dkk., 2004] MOCVD-GaN:Mn (x=0,0018-0,006) ρ = 0,073-0,107 Ω cm [Reed, 2003] MOCVD-GaN:Mn (x=0,012 0,015) ρ > 100 Ω cm [Kane, dkk., 2005] T g = 650 o C g

SIFAT OPTIK GaN:Mn makin besar konsentrasi Mn GaN:Mn akan bersifat semi insulator (Albrecht, dkk., 2005, Kane, dkk., 2005b).

KESIMPULAN-1 1 Simulasi penumbuhan GaN:Mn dengan metode MOCVD diperlukan T g = 900 o C dan substrat harus diletakkan pada r sus = 3,5-4,5 cm 2 3 4 5 Dengan PA-MOCVD berhasil ditumbuhkan GaN:Mn di atas substrat safir (0001) dengan T g = 625 700 o C. Laju penumbuhan dan inkorporasi Mn dalam GaN:Mn bergantung pada T g, flux V/III dan fraksi molar Mn/Ga Konsentrasi Mn maksimum untuk menghasilkan fase tunggal GaN:Mn [Mn] = 6,4 % untuk T g = 650 o C [Mn] = 3,2 % untuk T g = 700 o C Derajat kekasaran film bergantung T g dan [Mn] sampel (T g = 650 o C & [Mn] = 1,4 %) derajat kekasaran terendah

KESIMPULAN-2 6 Pengerutan kisi tertinggi pada T g = 650 o C [Mn] = 2,0 % pada T g = 700 o C [Mn] = 2,5 % BATAS SOLID-SOLUBILITY SOLUBILITY Di atas harga-harga tsb. atom-atom Mn tidak lagi mensubstitusi Ga 7 Semua sampel GaN:Mn histeresis pada T R ferromagnetik, T c >T R 8 Batas solid-solubility T g = 650 o C & [Mn] = 2,0 % M = 3,1 μ B /Mn T = o g 700 C&[Mn]= 2,5 % M = 3,7 μ B /Mn 9 Semua film tipis GaN:Mn yang ditumbuhkan tipe-n konsentrasi pembawa turun jika [Mn] bertambah mobilitas pembawa naik jika [Mn] bertambah Harga resistivitas film GaN:Mn bertambah jika [Mn] bertambah. 10 Celah pita energi bertambah jika [Mn] bertambah.

KONTRIBUSI ILMIAH Dengan metode PA-MOCVD ditumbuhkan film tipis GaN:Mn dengan T g = 625-700 o C (metode MOCVD konvensional, T g = 850-1100 o C) Film tipis GaN:Mn memiliki fase tunggal dengan [Mn] maks = 6,4 % (MOCVD konvensional, [Mn] maks = 2,3 %). Harga momen magnetik per atom Mn yang dihasilkan 3,7 μb (MOCVD konvenional 3,4 μb) Sumber MO untuk doping Mn, yaitu CpMnT belum pernah dilaporkan bersifat volatile pada T R bubbler pada T R

DAFTAR PUBLIKASI (1) 1. Budi Mulyanti, A. Subagio, H. Sutanto, F. S. Arsyad, P.Arifin, M. Budiman, Z. Jamal, dan U. Hashim dan M. Barmawi (2006): Effect of Temperature and Mn incorporation on The Growth of GaN:Mn Thin Films Using Plasma Assisted MOCVD, Proceeding ITB (dalam proses review) 2. Budi Mulyanti, A. Subagio, E. Supriyanto, F. S. Arsyad, P. Arifin, M. Budiman, Mujamilah, dan M. Barmawi (2006): N-type Conductivity in Wurtzite Mn-doped GaN Thin Films Grown by Plasma Assisted MOCVD, Journal of Mathematics and Science (segera dipublikasikan). 3. Budi Mulyanti, Mujamilah, A. Subagio, F. S. Arsyad, P. Arifin, M. Budiman, Sukirno, dan M. Barmawi (2006): Sifat Struktur dan Sifat Magnetik Film Tipis GaN:Mn yang ditumbuhkan dengan Plasma Assisted MOCVD, JUSAMI (akan dipublikasikan). 4. Budi Mulyanti, A. Subagio, H. Sutanto, F. S. Arsyad, P. Arifin, M. Budiman, dan M.Barmawi (2005): Effect of V/III Ratio on Mn Incorporation into GaN:Mn Thin Films Deposited by Plasma Assisted MOCVD, Proc. of The 8 th International Conference on Quality in Research (QIR), MM11-09 5. Budi Mulyanti, A. Subagio, H. Sutanto, F. S. Arsyad, P. Arifin, M. Budiman, dan M. Barmawi (2005): Temperature Dependence of Mn Incorporation into GaN:Mn Deposited Using Plasma Assisted MOCVD, Proc. of Asian Physics Symposium (APS), 73-77. 6. F.Suryani, B. Mulyanti, A. Supu, P. Arifin, M. Budiman, dan M.Barmawi (2005) The Dependence of Probability Distribution of Electron and Hole Fermi-Dirac Function on Size Fluctuation of GaN Quantum Dot Laser, Proc. of The 8 th International Conference on Quality in Research (QIR), OL2-03

DAFTAR PUBLIKASI (2) 6. FS F.Suryani, B. Mulyanti, A. Supu, P. Arifin, M. Budiman, dan M.Barmawi (2005) The Dependence of Probability Distribution of Electron and Hole Fermi-Dirac Function on Size Fluctuation of GaN Quantum Dot Laser, Proc. of The 8 th International Conference on Quality in Research (QIR), OL2-03 7. H. Sutanto, t A. Subagio, Budi Mulyanti, FSA F. S. Arsyad, dpaifi P.Arifin, MBdi M. Budiman, dan MB M. Barmawi (2005): Influence of the Al concentration on Electrical Properties of AlGaN Thin Films Grown on Si (111) Substrate by PA MOCVD, Proc. of Asian Physics Symposium (APS), 204-207 8. F.S. Arsyad, Budi Mulyanti, H. Sutanto, A. Subagio, H. Saragih, E. Supriyanto, P. Arifin, dan M. Barmawi ((2005): Study of Crystal Structure t and Surface Morphology of AlGaN Thin Film Deposited by PA MOCVD, Proc. of Asian Physics Symposium (APS), 438-441 9. Budi Mulyanti, Fitri S. Arsyad, M. Barmawi, Sri Jatno, P.Arifin, and M. Budiman (2004): Effect of Growth Parameters on Deposition Rate of Ga 1-x Mn x N Thin Films Deposited Using Vertical laxisymmetric i MOCVD Reactor, Prosiding Seminar MIPAIV IV, 41-4444 10. Budi Mulyanti, F. S. Arsyad, P.Arifin, M. Budiman, M.Barmawi, dan Sri Jatno W (2004): Depedence of Ga 1-x Mn x Thin Films Growth on Substrate Temperature in Vertical MOCVD Reactor by Numerical Simulation, Indonesian Journal of Physics, 15, 3, 59-63 11. Fitri i S. Arsyad, B. Mulyanti, M. Budiman, Sri Jatno, P. Arifin, dan M. Barmawi (2004): Pengaruh Geometri QD Kerucut Terhadap Probabilitas Distribusi Energi Transisi Optik, Prosiding Seminar MIPA IV, 206-208 12. Budi Mulyanti, F.S. Arsyad, Soegianto S, M. Barmawi, dan Sri Jatno (2002): Simulasi Numerik Reaktor MOCVD Dengan Menggunakan FEMLAB, Kontribusi i Fisika ik Indonesia, 13,2, 1-6

PRESENTASI DI SEMINAR DAN KONFERENSI 1. Budi Mulyanti, A. Subagio, H. Sutanto, P.Arifin, M. Budiman,, dan M. Barmawi, (2006): Study of Mn Incorporation Into GaN:Mn Magnetic Semiconductor Thin Films Prepared by Plasma Assisted MOCVD, International Cenference on Nanoscience and Nanotechnology, (ICONN), Brisbane, 3-7 Juli 2006 2. Budi Mulyanti, Fitri S. Arsyad, M. Barmawi, Sri Jatno, P.Arifin, and M. Budiman (2003): Simulation of Ga 1-x Mn x N Growth in the MOCVD Reactor, The Annual Physics Seminar, Bandung 3 Fitri S. Arsyad, B. Mulyanti, M. Budiman, Sri Jatno, P. Arifin, and M. Barmawi (2003): Analysis of Bias Effect to Electrical Properties of GaN Quantum Dots Based Laser Diode Using FEMLAB, The Annual Physics Seminar, Bandung 4. Fitri S. Arsyad, B. Mulyanti, M. Budiman, Sri Jatno, P. Arifin, dan M. Barmawi (2004): Effect of Shape and Size Fluctuation on Inhomogeneous Line of Broadening to GaN QD Based Laser, The Annual Physics Seminar, Bandung 5. Budi Mulyanti, Fitri S. Arsyad, H. Saragih, M. Barmawi, Sri Jatno, P. Arifin, and M. Budiman (2004): Effect of Growth Temperature on TiO 2 Deposited Using MOCVD, The Annual Physics Seminar, Bandung