BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

dokumen-dokumen yang mirip
Gambar Semikonduktor tipe-p (kiri) dan tipe-n (kanan)

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

BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang

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

Tidak Pengujian Rangkaian Termometer Digital BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Karakterisasi

PHOTODETECTOR. Ref : Keiser

PENGUKURAN KARAKTERISTIK SEL SURYA

DAFTAR ISI. PERNYATAAN BEBAS PLAGIARISME... ii. HALAMAN PENGESAHAN... iii. HALAMAN TUGAS... iv. HALAMAN PERSEMBAHAN... v. HALAMAN MOTO...

FABRIKASI SENSOR PERGESERAN BERBASIS MACROBENDING SERAT OPTIK

BAB I PENDAHULUAN. modern pada fotokonduktor ultraviolet (UV) membutuhkan material

BAB I PENDAHULUAN. Sebagai negara berkembang yang kaya akan radiasi matahari yang tinggi,

Struktur dan konfigurasi sel Fotovoltaik

III. METODE PENELITIAN. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan September 2014 sampai November

BAB V PEMBAHASAN. Faktor-faktor dominan adalah faktor-faktor yang diduga berpengaruh

Logo SEMINAR TUGAS AKHIR. Henni Eka Wulandari Pembimbing : Drs. Gontjang Prajitno, M.Si

1. Pendahuluan [7] 2. Dasar Teori 2.1 Warna Sir Isaac Newton

Karakterisasi XRD. Pengukuran

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

PENGARUH FILTER WARNA KUNING TERHADAP EFESIENSI SEL SURYA ABSTRAK

4 FABRIKASI DAN KARAKTERISASI SEL SURYA HIBRID ZnO-KLOROFIL

PERBEDAAN EFISIENSI DAYA SEL SURYA ANTARA FILTER WARNA MERAH, KUNING DAN BIRU DENGAN TANPA FILTER

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

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

BAB I PENDAHULUAN. Suhu Panas (hot point) pada peralatan gardu induk PLN, merupakan suatu parameter yang banyak dipantau dan dianalisa

PEMBUATAN SENSOR WARNA SEDERHANA DENGAN MENGGUNAKAN LDR DAN MIKROKONTROLER ATMEGA8535

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

#2 Steady-State Fotokonduktif Elektronika Organik Eka Maulana, ST., MT., MEng. Teknik Elektro Universitas Brawijaya

PENERIMA OPTIK OPTICAL RECEIVER

X-Ray Fluorescence Spectrometer (XRF)

I. PENDAHULUAN. Kaca merupakan salah satu produk industri kimia yang banyak digunakan dalam

BAB 1 PENDAHULUAN. dibutuhkan di lingkungan, dalam suatu sistem elektronika, dalam industri, dalam bidang

PENENTUAN PANJANG GELOMBANG EMISI PADA NANOPARTIKEL CdS DAN ZnS BERDASARKAN VARIASI KONSENTRASI MERCAPTO ETHANOL

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang

BAB 1 PENDAHULUAN. 1.1.Latar Belakang

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

BAB III METODE PENELITIAN

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah

STUDI AWAL FABRIKASI DYE SENSITIZED SOLAR CELL (DSSC) DENGAN EKSTRAKSI DAUN BAYAM SEBAGAI DYE SENSITIZER DENGAN VARIASI JARAK SUMBER CAHAYA PADA DSSC

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

BAB I PENDAHULUAN. Komponen elektronika seperti diode, transistor dan sebuah IC. semikonduktor. Pada zaman sekarang perkembangan piranti elektronika

Gambar 1.1 Grafik Produksi Minyak Bumi Indonesia Tahun dan Prediksi Untuk Tahun

EKSPERIMEN SPEKTROSKOPI RADIASI ALFA

III. METODE PENELITIAN. Penelitian ini akan dilaksanakan pada Juni 2014 sampai dengan Desember 2014.

BAB 1 PENDAHULUAN. daripada meringankan kerja manusia. Nilai lebih itu antara lain adalah kemampuan

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

2016 PEMODELAN ARUS TEROBOSAN PADA TRANSISTOR DWIKUTUB N-P-N ARMCHAIR GRAPHENE NANORIBBON (AGNR) MENGGUNAKAN METODE MATRIKS TRANSFER

PENGEMBANGAN SISTEM PENGUKUR KARAKTERISTIK I-V SEL SURYA DALAM KEADAAN PENYINARAN DAN TANPA PENYINARAN

JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS ANDALAS PADANG

LAMPU TENAGA SINAR MATAHARI. Tugas Projek Fisika Lingkungan. Drs. Agus Danawan, M. Si. M. Gina Nugraha, M. Pd, M. Si

PENGUKURAN SUHU MENGGUNAKAN THERMOMETER INFRA MERAH

BAB II LANDASAN TEORI

Perancangan dan Pengujian Sistem Pengukuran Sinar UV Dari Intensitas Matahari.

HASIL KELUARAN SEL SURYA DENGAN MENGGUNAKAN SUMBER CAHAYA LIGHT EMITTING DIODE

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah

Distribusi Celah Pita Energi Titania Kotor

III. METODE PENELITIAN. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Maret 2015 sampai dengan Agustus 2015.

Modul - 4 SEMIKONDUKTOR

Ribuan tahun yang silam radiasi surya dapat menghasilkan bahan bakar fosil yang dikenal dengan sekarang sebagai minyak bumi dan sangat bermanfaat bagi

BAB I PENDAHULUAN. pembuatan piranti optoelektronika yang berkualitas tinggi.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN. Dalam Bab IV ini akan dipaparkan hasil penelitian aplikasi multimode fiber

STRUKTUR CRISTAL SILIKON

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

EL317 Sistem Instrumentasi 5-1. (Part-2 Chp-5) Hubungan spektrum optis dan energi

Sistem Identifikasi Kualitas Bahan Bakar Minyak Menggunakan Deret Light Emitting Diode

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah

BAB 1 PENDAHULUAN. Konfigurasi perangkat..., Arum Setyowati, FT UI, Universitas Indonesia

III. METODE PENELITIAN. Penelitian tugas akhir ini dilaksanakan di Laboratorium Elektronika Dasar

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang

Gambar 3.1 Struktur Dioda

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA

DETEKTOR RADIASI. NANIK DWI NURHAYATI, S.Si, M.Si nanikdn.staff.uns.ac.id

BAB III METODE PENELITIAN DAN PERANCANGAN SISTEM. kelembaban di dalam rumah kaca (greenhouse), dengan memonitor perubahan suhu

BAB 2 TEORI PENUNJANG

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah

BAB II LANDASAN TEORI

DIODA. Program Studi S1 Informatika ST3 Telkom Purwokerto

LAPORAN EKSPERIMEN FISIKA 2 FOTOKONDUKTIVITAS. Zudah Sima atul Kubro G DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

BAB I PENDAHULUAN. Listrik merupakan kebutuhan esensial yang sangat dominan kegunaannya

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM ONLINE UNTUK MONITOR SUHU RUANGAN BERBASIS SERVER WEB DAN WEBCAM DENGAN PENYAMPAIAN DATA ASINKRON

BAB II LANDASAN TEORI

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah

F- 1. PENGARUH PENYISIPAN LOGAM Fe PADA LAPISAN TiO 2 TERHADAP PERFORMANSI SEL SURYA BERBASIS TITANIA

2 SINTESIS DAN KARAKTERISASI NANOSTRUKTUR ZnO

BAB 1 PENDAHULUAN. Universitas Sumatera Utara

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

PERANCANGAN ALAT UKUR TSS (TOTAL SUSPENDED SOLID) AIR MENGGUNAKAN SENSOR SERAT OPTIK SECARA REAL TIME

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

I. PENDAHULUAN. bahan bakar kendaraan terus meningkat. SPBU (Stasiun Pengisian Bahan Bakar

BAB I PENDAHULUAN. Deteksi lingkungan merupakan suatu hal yang penting bagi robot, yang hal paling

BAB I PENDAHULUAN. Mikrokontroler merupakan pengontrol mikro atau disebut juga Single Chip

LIGHT DEPENDENT RESISTANT (LDR) SEBAGAI PENDETEKSI WARNA

BAB 1 PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

BAB 1 PENDAHULUAN. Teknologi sekarang sangat memegang peranan penting. Teknologi yang modern harus

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN. spektrofotometer UV-Vis dan hasil uji serapan panjang gelombang sampel dapat

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Penelitian Realisasi Monitoring Denyut Nadi Pasien Wireless Dengan ZigBee.

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

Transkripsi:

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pendeteksian cahaya merupakan salah satu proses paling mendasar pada bidang optik [1]. Untuk mendeteksi cahaya, diperlukan suatu proses konversi optoelektronik menggunakan perangkat fotodetektor yang berfungsi mengubah energi cahaya menjadi energi listrik [2]. Prinsip kerja dari perangkat ini ialah membentuk elektron bebas akibat adanya energi foton yang diserap oleh elektron dan digunakan untuk melompat ke pita konduksi. Salah satu aplikasi fotodetektor di bidang komunikasi optik yaitu mengubah sinyal cahaya menjadi sinyal listrik pada akhir proses transmisi dari sistem fotonik [2]. Selain dalam bidang komunikasi optik, fotodetektor juga diaplikasikan dalam bidang imaging, biomedis, instumen ukur, dan sebagainya. Fotodetektor menggunakan material semikonduktor untuk mendeteksi cahaya seperti silikon, InGaAs, GaAs, dan Ge. Fotodetektor berbasis silikon banyak diminati karena memiliki beberapa keunggulan seperti mudah diintegrasikan pada perangkat optoelektronik, stabilitas terhadap suhu cukup baik, dan jumlahnya melimpah. Panjang gelombang yang digunakan fotodetektor berbasis silikon berada pada rentang 850 nm sampai 1100 nm dan sering digunakan pada sistem komunikasi jarak pendek [3]. Namun, material silikon merupakan jenis semikonduktor indirect-gap yang dapat menghasilkan efisiensi yang sangat rendah pada proses pendeteksian cahaya [3] dan juga memiliki responsivias yang cukup rendah terhadap spektrum cahaya tampak. Oleh karena itu, dibutuhkan material fotodetektor yang mempunyai tingkat efisiensi deteksi cahaya lebih baik dibandingkan silikon dan mampu memberikan respon lebih baik pada spektrum cahaya tampak. Dilihat dari masalah tersebut, maka dalam tugas akhir ini akan dirancang fotodetektor berbasis Molybdenum disulphide yang diperkirakan mempunyai sifat-sifat fisis baru untuk aplikasi optoelektronik khususnya direntang spektrum cahaya tampak. Molybdenum disulphide (MoS2) merupakan tipe semikondukor dari keluarga material transition-metal dichalcogenide (TMD) [4]. Material MoS2 dapat 1

menjadi semikonduktor indirect-gap dan juga semikonduktor direct-gap tergantung dari jumlah layernya. MoS2 lapisan tunggal merupakan tipe semikonduktor direct bandgap yang mempunyai potensi untuk dijadikan material fotodetektor dengan nilai photoresponsivity ~10 6 lebih baik dibandingkan fotodetektor berbasis grafin [4]. Keunggulan dari MoS2 lapisan tunggal bagi perangkat optoelektronik yaitu memiliki koefisien penyerapan tinggi dan proses pembentukan pasangan elektron-hole akibat photoexcitation lebih efisien [4]. Pada penelitian ini, akan dirancang terlebih dahulu fotodetektor berbasis silikon sebelum merancang fotodetektor berbasis MoS2. Pada perancangan fotodetektor berbasis silikon, akan dibuat rangkaian elektronika untuk mengkondisikan sinyal keluaran dari detektor dan selanjutnya akan dilakukan pengolahan data menggunakan mikrokontroler. Setelah rangkaian fotodetektor berbasis silikon telah berfungsi dengan baik, maka rangkaian tersebut akan digunakan untuk fotodetektor berbasis MoS2. Diharapkan fotodetektor berbasis MoS2 mampu menghasilkan respon yang lebih baik dibandingkan fotodetektor berbasis silikon pada spektrum cahaya tampak. 1.2 Rumusan Masalah Rumusan masalah yang dijadikan acuan pada perancangan tugas akhir ini adalah sebagai berikut. 1. Bagaimana merancang dan mengimplementasikan fotodetektor berbasis silikon dan MoS2 yang dapat mengukur rentang intensitas cahaya 0 1000 W/m 2. 2. Bagaimana merancang fotodetektor dengan resolusi pengukuran 5 W/m 2. 3. Bagaimana merancang purwarupa fotodetektor yang mampu mendeteksi intensitas cahaya pada panjang gelombang spektrum tampak khususnya biru, hijau, merah dan halogen. 4. Bagaimana cara merekam data pengukuran berupa intensitas cahaya terhadap waktu secara real-time dan menampilkan data dalam bentuk grafik. 2

1.3 Tujuan Tujuan dari perancangan tugas akhir ini adalah sebagai berikut. 1. Merancang dan mengimplementasikan fotodetektor berbasis silikon dan MoS2 yang dapat mengukur intensitas cahaya pada rentang 0 1000 W/m 2. 2. Merancang fotodetektor dengan resolusi pengukuran 5 W/m 2. 3. Merancang purwarupa fotodetektor yang mampu mendeteksi intensitas cahaya pada panjang gelombang spektrum tampak khususnya biru, hijau, merah dan halogen. 4. Merekam data pengukuran berupa intensitas cahaya terhadap waktu dari detektor secara real-time dan menampilkan data dalam bentuk grafik. 1.4 Batasan Masalah Batasan masalah pada perancangan tugas akhir ini adalah sebagai berikut. 1. Fokus utama dari penelitian ini adalah perancangan instrumen ukur, bukan fabrikasi material yang digunakan sebagai detektor. 2. Material yang digunakan sebagai pendeteksi cahaya adalah silikon dan MoS2. 3. Sumber cahaya yang digunakan memiliki panjang gelombang yang divariasikan yaitu 406 nm, 532 nm, 652 nm dan spektrum cahaya halogen dengan puncak panjang gelombang 604 nm. 4. Pengaruh temperatur terhadap sistem tidak diperhitungkan. 5. Informasi yang akan ditampilkan pada LCD berupa intensitas cahaya dan informasi yang akan ditampilkan pada GUI berupa grafik intensitas cahaya terhadap waktu. 6. Pengujian alat dilakukan dengan menggunakan Keithley 2400 dan Solarmeter 10.0 di Laboratorium Material Elektronika Universitas Telkom. 1.5 Metodelogi Penelitian Metodelogi penelitian yang dilakukan dalam tugas akhir ini terbagi menjadi beberapa bagian. Bagian tersebut adalah sebagai berikut. 1. Studi Literatur Metode ini dilakukan dengan cara mencari, mengumpulkan, dan memahami teori yang berkaitan dengan penelitian ini melalui textbook, jurnal, publikasi dan referensi-referensi yang relevan. 3

2. Perancangan dan Realisasi Sistem Merancang suatu instrumen ukur untuk mendeteksi cahaya menggunakan material aktif berupa silikon dan MoS2 yang dapat mengukur intensitas cahaya pada rentang 0 1000 W/m 2. 3. Kalibrasi Sistem Sistem yang telah dirancang selanjutnya akan dikalibrasi dengan tujuan untuk membandingkan nilai pengukuran dengan alat ukur standar. 4. Pengujian dan Eksperimen Sistem akan diuji melalui eksperimen sesuai dengan parameter pengujian dan batasan masalah yang telah ditentukan diawal serta data yang dibutuhkan. 5. Analisa dan Kesimpulan Seluruh data yang diperoleh dari hasil eksperimen selanjutnya akan diolah dan dianalisa untuk mendapatkan kesimpulan akhir pada penelitian ini. 6. Penyusunan Laporan Seluruh hasil eksperimen dan analisa akan ditulis dalam bentuk laporan tugas akhir atau skripsi. 1.6 Sistematika Penulisan Sistematika penulisan tugas akhir ini terdiri dari 5(lima) bab. Bab tersebut adalah sebagai berikut. Bab I Pendahuluan Bab ini menjelaskan tentang latar belakang, rumusan masalah, tujuan penelitian, batasan masalah, manfaat penelitian, metodologi penelitian serta sistematika penulisan. Bab II Landasan Teori Bab ini menjelaskan teori-teori pendukung yang berkaitan dengan fotodetektor, jenis fotodetektor, rangkaian pengondisi sinyal, dan material aktif MoS2. Bab III Metodelogi Penelitian Bab ini menjelaskan tentang perancangan sistem dan sistem kerja secara umum serta diagram blok yang dilakukan dalam penelitian. 4

Bab IV Hasil dan Pembahasan Bab ini menjelaskan hasil, analisis, dan pembahasan yang dilakukan dalam penelitian. Bab V Penutup Bab ini menjelaskan tentang kesimpulan yang didapat dalam penelitian serta saran yang dapat dilakukan dalam pengembangan penelitian selanjutnya. 5