BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

dokumen-dokumen yang mirip
Karakterisasi XRD. Pengukuran

PADA BEBERAPA MOLARITAS DAN KARAKTERISASI SIFAT LISTRIK, SIFAT OPTIK DAN STRUKTUR KRISTALNYA DANIEL VIKTORIUS

Struktur dan konfigurasi sel Fotovoltaik

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

HASIL DAN PEMBAHASAN. Hasil XRD

2 SINTESIS DAN KARAKTERISASI NANOSTRUKTUR ZnO

III. METODE PENELITIAN

HASIL DAN PEMBAHASAN. Gambar 11. Rangkaian pengukuran karakterisasi I-V.

METODOLOGI PENELITIAN

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Hari Gambar 17. Kurva pertumbuhan Spirulina fusiformis

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

Gambar Semikonduktor tipe-p (kiri) dan tipe-n (kanan)

HASIL DAN PEMBAHASAN. Keterangan Gambar 7 : 1. Komputer 2. Ocean Optic USB 2000 Spektrofotometer

Fungsi distribusi spektrum P (λ,t) dapat dihitung dari termodinamika klasik secara langsung, dan hasilnya dapat dibandingkan dengan Gambar 1.

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

HASIL KELUARAN SEL SURYA DENGAN MENGGUNAKAN SUMBER CAHAYA LIGHT EMITTING DIODE

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

ARSIP SOAL UJIAN NASIONAL FISIKA (BESERA PEMBAHASANNYA) TAHUN 1996

Eksperimen HASIL DAN PEMBAHASAN Pengambilan data

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

KATA PENGANTAR. Kupang, September Tim Penyusun

METODE X-RAY. Manfaat dari penyusunan makalah ini adalah sebagai berikut :

MAKALAH FABRIKASI DAN KARAKTERISASI XRD (X-RAY DIFRACTOMETER)

HASIL DAN PEMBAHASAN

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

BAB III METODE PENELITIAN. penelitian ini dilakukan pembuatan keramik komposit CSZ-Ni dengan

KARAKTERISTIK ARUS DAN TEGANGAN SEL SURYA

Bab IV Hasil dan Pembahasan

DINAS PENDIDIKAN KOTA PADANG SMA NEGERI 10 PADANG Cahaya

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

UJI SIFAT LISTRIK DAN SIFAT STRUKTUR FOTODIODA FERROELEKTRIK FILM BARIUM STRONTIUM TITANATE

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN. 4.1 Pengaruh Suhu Sinter Terhadap Struktur Kristal

Asisten : Robby Hidayat / Tanggal Praktikum :

4 FABRIKASI DAN KARAKTERISASI SEL SURYA HIBRID ZnO-KLOROFIL

A. DISPERSI CAHAYA Dispersi Penguraian warna cahaya setelah melewati satu medium yang berbeda. Dispersi biasanya tejadi pada prisma.

Antiremed Kelas 12 Fisika

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

4 Hasil dan Pembahasan

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

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

Bab IV. Hasil dan Pembahasan

2 PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI NANOPARTIKEL TITANIUM OXIDE (TiO 2 ) MENGGUNAKAN METODE SOL-GEL

BAB II CAHAYA. elektromagnetik. Cahaya dapat merambat dalam ruang hampa dengan kecepatan 3 x

STRUKTUR CRISTAL SILIKON

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang

Modul 03: Catu Daya. Dioda, Penyearah Gelombang, dan Pembebanan. 1 Alat dan Komponen. 2 Teori Singkat. Reza Rendian Septiawan February 11, 2015

PENGUKURAN KARAKTERISTIK SEL SURYA

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

Sifat-sifat gelombang elektromagnetik

4. HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

#2 Dualisme Partikel & Gelombang (Sifat Partikel dari Gelombang) Fisika Modern Eka Maulana, ST., MT., MEng. Teknik Elektro Universitas Brawijaya

BAB GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK

PHOTODETECTOR. Ref : Keiser

DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

KUMPULAN SOAL FISIKA KELAS XII

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

Spektroskopi Difraksi Sinar-X (X-ray difraction/xrd)

KARAKTERISASI DIFRAKSI SINAR X DAN APLIKASINYA PADA DEFECT KRISTAL OLEH: MARIA OKTAFIANI JURUSAN FISIKA

Hasil dan Pembahasan

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

BAB I PENDAHULUAN. Bidang elektronik saat ini memegang peranan penting di berbagai sektor

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

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah

Copyright all right reserved

Dualisme Partikel Gelombang

dengan panjang a. Ukuran kristal dapat ditentukan dengan menggunakan Persamaan Debye Scherrer. Dilanjutkan dengan sintering pada suhu

PAKET SOAL 1.c LATIHAN SOAL UJIAN NASIONAL TAHUN PELAJARAN 2011/2012

2 A (C) - (D) - (E) -

commit to user BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Xpedia Fisika. Optika Fisis - Soal

Kumpulan Soal Fisika Dasar II.

Uji Kekerasan Sintesis Sintesis BCP HASIL DAN PEMBAHASAN Preparasi Bahan Dasar

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

Disusun oleh : MIRA RESTUTI PENDIDIKAN FISIKA (RM)

Gambar 2.1. Struktur dua dimensi kristal silikon. Ion r (Å) Ion r (Å) Ti 4+ 0,68 Ti 4+ 0,68. Zr 4+ 0,79 Zr 4+ 0,79. Nb 5+ 0,69 Fe 3+ 0,67

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

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

FISIKA. Sesi GELOMBANG CAHAYA A. INTERFERENSI

CHAPTER I RADIASI BENDA HITAM

MATA PELAJARAN WAKTU PELAKSANAAN PETUNJUK UMUM

MATA PELAJARAN WAKTU PELAKSANAAN PETUNJUK UMUM

FABRIKASI SENSOR PERGESERAN BERBASIS MACROBENDING SERAT OPTIK

PENGARUH FILTER WARNA KUNING TERHADAP EFESIENSI SEL SURYA ABSTRAK

Bagian 4 Karakteristik Junction Dioda

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

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

LEMBARAN SOAL. Mata Pelajaran : FISIKA Sat. Pendidikan : SMA/MA Kelas / Program : XII ( DUA BELAS )

LATIHAN UJIAN NASIONAL

MODEL ATOM DALTON. Atom ialah bagian terkecil suatu zat yang tidak dapat dibagi-bagi. Atom tidak dapat dimusnahkan & diciptakan

FISIKA MODERN UNIT. Radiasi Benda Hitam. Hamburan Compton & Efek Fotolistrik. Kumpulan Soal Latihan UN

DAFTAR ISI. ABSTRAK... i. KATA PENGANTAR... ii. UCAPAN TERIMA KASIH... iii. DAFTAR ISI... v. DAFTAR GAMBAR... viii. DAFTAR SINGKATAN DAN LAMBANG...

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

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

HASIL DAN PEMBAHASAN. Kapasitansi Membran Telur dari Ayam Petelur Tanpa Perebusan

SIFAT KRISTAL DAN SIFAT LISTRIK FILM LITIUM TANTALAT SILIKAT (LiTaSiO 5 ) TERHADAP VARIASI SUHU SERTA WAKTU ANNEALING YULIYAN NURUL HIKMAH

Untuk terang ke 3 maka Maka diperoleh : adalah

SMA IT AL-BINAA ISLAMIC BOARDING SCHOOL UJIAN AKHIR SEMESTER GANJIL TAHUN AJARAN 2011/2012

Transkripsi:

dan gelap dapat diketahui karakteristik film yang dibuat bersifat dioda, resistansi atau kapasitansi. c. Karakterisasi sifat optik absorbansi dan reflektansi Alat yang digunakan, yaitu spektrofotometer model ocean optics DTmini-2. Karakterisasi sifat optik absorbansi dan reflektansi dilakukan untuk mengetahui tingkat absorbansi, reflektansi dan energy gap film. Energy gap diperoleh dengan cara menentukan energy gap film LiNbO 3 berdasarkan kurva menurut (αhν) 2 terhadap energi pada Gambar 4.3-4.6 [33]. d. Karakterisasi konstanta dielektrik Pada karakterisasi ini digunakan rangkaian seperti pada Gambar 3.1. Dari rangkaian pengukuran ini ditentukan time constant dan nilai kapasitansi film sedangkan penentuan besar konstanta dielektriknya dapat menggunakan persamaan 3.3. (3.3) Keterangan: ɛ adalah konstanta dielektrik, C adalah kapasitansi film (Farad), d adalah ketebalan film (m), A adalah luas kontak (m 2 ), ɛ 0 adalah permitivitas ruang hampa (8,85 x 10-12 F/m). Permitivitas relatif ɛ menunjukkan sifat kemampuan polarisasi dan menyimpan energi. e. Karakterisasi XRD Karakterisasi XRD dilakukan untuk menentukan model struktur kristal film yang telah dibuat, lalu dari hasil pengujian dapat digunakan untuk mencari indeks miller dan parameter kisi struktur kristal film. Sistem kristal trigonal adalah sistem kristal yang hanya dimiliki titik kelompok yang memiliki lebih dari satu sistem kisi terkait dengan kelompok ruang mereka: kisi heksagonal dan rhombohedral kedua muncul. Dalam sistem rhombohedral, kristal digambarkan oleh vektor yang sama panjang, dua di antaranya adalah ortogonal. Sistem rhombohedral dapat dianggap sebagai sistem kubik membentang sepanjang tubuh diagonal a = b = c;. α = β = γ 90 [14]. BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Film yang dibuat merupakan persambungan antara dua buah semikonduktor. Silikon yang digunakan merupakan semikonduktor tipe-p, sedangkan lapisan LiNbO 3 merupakan semikonduktor tipe-n [34]. Persambungan semikonduktor tipe-p dan tipe-n dikenal dengan nama p-n junction [35]. Dengan adanya p-n junction, maka film yang dibuat sama dengan karakteristik dari dioda. Sifat optik, sifat listrik, dan struktur film pada waktu 1 jam, 8 jam, 15 jam dan 22 jam pada molaritas 0,5 M, 1 M, 2 M masing-masing menunjukkan hasil yang berbeda. Perbedaan ini mengindikasikan adanya pengaruh lama terhadap film dan juga pengaruh molaritas terhadap film. 4.1 Sifat Optik Film Alat yang digunakan dalam karakterisasi sifat optik film LiNbO 3, yaitu spektrofotometer. Dalam spektrofotometer fenomena yang terjadi merupakan interaksi sampel dengan panjang gelombang yang dibangkitkan dari sumber. Panjang gelombang yang digunakan yaitu panjang gelombang cahaya tampak. Karakterisasi ini dilakukan untuk mengetahui tingkat absorbansi dan reflektansi film yang dihasilkan pada panjang gelombang cahaya tampak. Setelah dilakukan karakterisasi diperoleh kurva hubungan absorbansi dengan panjang gelombang seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.1. Dari kurva tersebut dapat dilihat film LiNbO 3 pada molaritas 0,5 M dan waktu 15 jam menyerap cahaya paling banyak pada panjang gelombang 570-600 nm (warna kuning) dan paling rendah pada panjang gelombang 450-500 nm (warna biru). Film LiNbO3 pada molaritas 1 M dan waktu 22 jam menyerap cahaya paling banyak pada panjang gelombang 450-500 nm dan 570-600 nm sedangkan paling rendah pada panjang gelombang 500-550 nm (warna hijau) dan 620-750 nm (warna merah). Film LiNbO 3 pada molaritas 1 M dan waktu 15 jam paling banyak menyerap panjang gelombang warna biru dan merah sedangkan paling rendah pada panjang gelombang warna hijau. Sedangkan film LiNbO 3 pada molaritas 2 M dan waktu

9 22 jam, kurva absorbansi yang diperoleh hampir membentuk garis lurus horizontal, artinya tingkat absorbansinya hampir sama untuk setiap panjang gelombang seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.1. Selain pengukuran absorbansi juga dilakukan pengukuran terhadap besar reflektansi film. Kurva reflektansi yang dihasilkan merupakan kebalikan dari absorbansi. Jadi dapat disimpulkan bahwa film LiNbO 3 pada molaritas 0,5 M dan waktu 15 jam paling banyak mereflektansi cahaya daripada film LiNbO 3 pada molaritas 1 M dan waktu 15 jam, film LiNbO 3 pada molaritas 1 M dan waktu 22 jam serta film LiNbO 3 pada molaritas 2 M dan waktu 22 jam karena tingkat absorbansinya paling rendah. Perbedaan absorbansi ini mungkin disebabkan oleh jarak atom pada kristal film dari setiap sampel berbeda-beda. Tabel 4.2 menunjukkan nilai indeks bias dan energy gap film. Indeks bias dapat dicari dengan menggunakan persamaan 2.2, sedangkan energy gap diperoleh dengan memplotkan kurva (αhν) 2 terhadap energi, dengan E =, ( keterangan: α adalah koefisien absorbansi, h adalah konstanta planck 4,136 x 10-15 ev.s, ν adalah frekuensi, c adalah kecepatan cahaya 2,998 x 10 8 m/s, dan λ adalah panjang gelombang dalam satuan meter). Pada Gambar 4.3-4.6 dapat dilihat pengaruh lama film terhadap sifat optiknya. Film LiNbO 3 dengan molaritas 0,5 M dan waktu 15 jam memiliki persen reflektansi dan indeks bias paling besar, sedangkan film dengan molaritas 2 M dan waktu 22 jam memiliki persen reflektansi dan indeks bias paling kecil, artinya semakin lama proses dilakukan dan semakin besar molaritas maka film LiNbO 3 memiliki indeks bias yang semakin kecil dan energy gap film meningkat. Panjang gelombang cahaya tampak ditabelkan dalam Tabel 4.1 [27]. Tabel 4.1 Spektrum panjang gelombang cahaya tampak Spektrum Panjang gelombang (nm) Ungu 380-450 Biru 450-495 Hijau 495-570 Kuning 570-590 Jingga 590-620 Merah 620-750 Tabel 4.2 Indeks bias dan energy gap film LiNbO 3 Film LiNbO 3 pada molaritas (M) Indeks bias Energy gap Eg (ev) dan waktu (jam) 0,5 ; 15 1,93 2,54 Absorbansi (a.u) 5 4 3 2 1 0 1 ; 15 1,64 3,12 1 ; 22 1,31 2,97 2 ; 22 1,60 3,19 Film LiNbO3 0,5 M, pada waktu 15 jam Film LiNbO 3 1 M, pada waktu 15 jam Film LiNbO3 1 M, pada waktu 22 jam Film LiNbO 2 M, pada waktu 22 jam 400 500 600 700 800 900 Panjang gelombang (nm) Gambar 4.1 Hubungan absorbansi dan panjang gelombang Film LiNbO 3 0,5 M, pada waktu 15 jam Film LiNbO3 1 M, pada waktu 15 jam Film LiNbO 3 1 M, pada waktu 22 jam Film LiNbO 2 M, pada waktu 22 jam Gambar 4.2 Hubungan reflektansi dan panjang gelombang

10 6e+12 2e+12 Eg=2,54 ev 5e+12 4e+12 Eg=2,97 ev 2e+12 5e+11 0 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 Energi (ev) Gambar 4.3 Cara menentukan energy gap film berdasarkan kurva menurut (αhν) 2 terhadap energi 0,5 M, pada waktu 15 jam. 0 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 3,2 Energi (ev) Gambar 4.5 Cara menentukan energy gap film berdasarkan kurva menurut (αhν) 2 terhadap energi 1 M, pada waktu 22 jam. 3,5e+13 3,0e+13 2,5e+13 2,0e+13 Eg=3,12 ev 2e+12 Eg = 3,19eV 1,5e+13 1,0e+13 5e+11 5,0e+12 0,0 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 3,2 3,4 Energi (ev) Gambar 4.4 Cara menentukan energy gap film berdasarkan kurva menurut (αhν) 2 terhadap energi 1 M, pada waktu 15 jam. 0 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 3,2 3,4 Energi (ev) Gambar 4.6 Cara menentukan energy gap film berdasarkan kurva menurut (αhν) 2 terhadap energi 2 M, pada waktu 22 jam. 4.2 Konstanta Dielektrik Konstanta dielektrik (ε) film dicari dengan menggunakan rangkaian seperti pada Gambar 3.1 dengan cara memberikan tegangan masukkan berupa sinyal kotak dari generator dengan frekuensi 20 khz dan hambatan yang digunakan, yaitu 10 kω, sedangkan tegangan yang diberikan, yaitu 1 volt, 3 volt dan 5 volt. Sinyal keluaran yang dihasilkan tampak pada osiloskop seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.8, Gambar4.9, dan Gambar 4.10. Dari sinyal keluaran tersebut dicari time constant (τ) untuk mendapatkan nilai kapasitansi dan konstanta dielektrik film. Time constant (τ) itu sangat mempengaruhi nilai kapasitansi yang selanjutnya juga mempengaruhi konstanta dielektrik film. Terdapat perbedaan sinyal keluaran pada osiloskop sebelum dan sesudah film. Sebagai contoh, pada Gambar 4.8 (a) dan Gambar 4.8 (b) terlihat perbedaan antara sinyal keluaran pada osiloskop sebelum dan sesudah film. Pada Gambar 4.8 (a) sinyal pada osiloskop masih berbentuk kotak sedangkan pada Gambar 4.8 (b) ada perubahan pada peak sinyal berupa pemotongan sinyal berupa lengkungan karena pada saat itu terjadi pengisian atau pengosongan muatan. Peristiwa pengisian atau pengosongan muatan ini mengindikasikan film dapat menyimpan muatan seperti halnya kapasitor. Dalam penelitian ini variasi tegangan yang digunakan yaitu, 1 volt, 3 volt dan 5 volt. Konstanta dielektrik (ε) yang diperoleh ketika diberikan tegangan berbeda menghasilkan ε yang berbeda.

11 Dari data yang diperoleh nilai ε semakin kecil ketika tegangannya ditingkatkan hal ini sesuai dengan persamaan 4.1 [38]. (4.1) Keterangan: d adalah ketebalan film (m), adalah kapasitansi (coulomb/volt atau farad), ε adalah konstanta dielektrik (F/m), A adalah luas kontak (m 2 ). Nilai ε semakin kecil ketika tegangannya ditingkatkan mengakibatkan penurunan kapasitansi. Oleh karena itu penurunan kapasitansi menjadikan nilai konstanta dielektrik film semakin kecil. Tabel 4.3 Nilai konstanta dielektrik film LiNbO 3 Film LiNbO 3 pada Ketebalan film (x 10-6 m) molaritas (M) dan waktu (jam) V= 1 volt V= 3volt Konstanta dielektrik V= 5volt 0,5 ; 1 0,442 10,3 9,0 7,6 1 ; 8 0,608 18,7 13,1 12,5 1 ; 15 1,888 50,1 48,4 40,4 2 ; 22 2,157 54,6 51,7 44,3 Tabel 4.3 dapat dilihat ada peningkatan konstanta dielektrik (ε) film pada tegangan 1 volt, 3 volt dan 5 volt jika waktu lebih lama dan molaritas yang semakin besar. Dalam penelitian ini ε paling besar dimiliki oleh film pada waktu 22 jam dan molaritas 2 M dan ε paling kecil dimiliki oleh film pada waktu 1 jam dan molaritas 0,5 M. Hal ini disebabkan oleh ketebalan film yang semakin meningkat. 4.3 Arus-Tegangan (I-V) Pengukuran I-V film dilakukan dalam kondisi gelap dan kondisi disinari dengan intensitas cahaya 405 lux. Hasil pengukuran I-V menunjukkan film yang telah dibuat peka terhadap cahaya karena terjadi pergeseran kurva dari gelap ke terang ketika diberikan tegangan dari -10 volt hingga +10 volt. Arus yang dihasilkan film pada kondisi terang lebih besar daripada kondisi gelap karena pemberian cahaya pada film mengakibatkan film tersebut menjadi lebih konduktif. Terjadinya sifat konduktif pada film karena adanya energi foton dari luar yang diserap oleh elektron yang dipengaruhi oleh kondisi terang dan kondisi gelap. Pada kondisi ini, energi foton memiliki kencenderungan memberikan energi cukup bagi difusi elektron, sehingga peningkatan difusi ini mengakibatkan terjadinya rekombinasi elektron dan hole lebih banyak [39-41]. Dari karakterisasi I-V yang telah dilakukan dapat dikatakan bahwa film yang telah dibuat bersifat fotodioda. Dari karakterisasi I-V didapat bahwa waktu 22 jam adalah waktu terbaik dibandingkan dengan waktu yang lain, yaitu waktu 1 jam, waktu 8 jam dan waktu 15 jam. Kriteria film LiNbO 3 yang memperlihatkan waktu yang terbaik 22 jam yaitu kurva I-V terang dan kurva I-V gelap yang berbentuk dioda. 4.4 Konduktivitas Listrik Nilai konduktivitas listrik bahan material yang saya teliti menunjukkan material bersifat semikonduktor. Besarnya nilai konduktivitas listrik berbanding terbalik dengan resistansinya. Konduktivitas listrik meningkat jika resistansi bahan material menurun [41]. Dalam penelitian ini pengukuran konduktivitas listrik film menggunakan LCR meter model HIOKI 3522-50. Dari hasil pengukuran didapatkan nilai seperti dalam Tabel 4.4. Nilai konduktivitas listrik film meningkat jika waktu lebih lama dan molaritas yang semakin besar. Film pada waktu 1 jam dan molaritas 0,5 M memiliki konduktivitas listrik paling kecil daripada film pada waktu 8 jam dan molaritas 1 M, molaritas 1 M dan waktu 15 jam serta molaritas 2 M dan waktu 22 jam. Tabel 4.4 Nilai konduktivitas film LiNbO 3 berdasarkan perbedaan waktu dan molaritas Molaritas (M) dan waktu (jam) Konduktivitas listrik (x 10-3 S/m) 0,5 ; 1 1,49 1 ; 8 2.05 1 ;15 2,27 2 ; 22 6,66 Semakin meningkatnya konduktivitas listrik disebabkan oleh ketebalan film yang semakin besar dan lamanya waktu

12 yaitu film pada waktu 22 jam memiliki konduktivitas paling besar serta berdasarkan perbedaan molaritas. Besarnya ukuran butir mempengaruhi konduktivitas listrik film, hal ini sesuai dengan persamaan 4.2 [44]. σ=l.e 2.N.(2π.m.k.T) -1/2 exp(-e/k.t) (4.2) Keterangan: σ adalah konduktivitas listrik (S/m), E adalah energi (J), L adalah ukuran panjang butir (m), N adalah konsentrasi pembawa muatan (m -3 ). Berdasarkan literatur suatu bahan material dikatakan bersifat semikonduktor jika nilai konduktivitas listriknya berkisar antara 10-8 S/cm sampai 10 3 S/cm [45]. Dari data nilai konduktivitas listrik film yang diperoleh dapat dikatakan bahwa film ini merupakan bahan material semikonduktor karena nilai konduktivitas listrik yang didapatkan berkisar dalam konduktivitas listrik semikonduktor seperti yang ditunjukkan dalam Tabel 4.4. (a) (d) (b) (c) (e) Gambar 4.7 Sinyal keluaran padaa osiloskop ketika diberikan tegangan 1 volt a) Sinyal keluaran sebelum film. b) Sinyal keluaran setelah film 0,5 M dan 1 jam c) Sinyal keluaran setelah film 0,5 M dan 8 jam d) Sinyal keluaran setelah film 0,5 M dan 15 jam e) Sinyal keluaran setelah film 0,5 M dan 22 jam

13 (a) (d) (b) (c) (e) Gambar 4.8 Sinyal keluaran pada osiloskop ketika diberikan tegangan 3 volt a) Sinyal keluaran sebelum film. b) Sinyal keluaran setelah film 1 M dan 1 jam c) Sinyal keluaran setelah film 1 M dan 8 jam d) Sinyal keluaran setelah film 1 M dan 15 jam e) Sinyal keluaran setelah film 1 M dan 22 jam

14 (a) (d) (c) (b) (e) Gambar 4.9 Sinyal keluaran pada osiloskop ketika diberikan tegangan 5 volt a) Sinyal keluaran sebelum film. b) Sinyal keluaran setelah film 2 M dan 1 jam c) Sinyal keluaran setelah film 2 M dan 8 jam d) Sinyal keluaran setelah film 2 M dan 15 jam e) Sinyal keluaran setelah film 2 M dan 22 jam

15 Arus (A) 3.00E-03 2.00E-03 1.00E-03 0.00E+00-1.00E-03-5.00E+01 0.00E+00 5.00E+01-2.00E-03 Tegangan (V) Terang [0, 0, 0] Curren t_1 (1) Gelap Arus (A) 6.00E-03 4.00E-03 2.00E-03 0.00E+00-2.00E-03-5.00E+01 0.00E+00 5.00E+01-4.00E-03 Tegangan (V) Gelap [0, 0, 0] Curren t_1 (1) Terang [0, 0, 0] Curren t_1 (1) Gambar 4.10 Hubungan arus dan tegangan (I-V) terang dan gelap molaritas 0,5 M, pada waktu 15 jam Gambar 4.12 Hubungan arus dan tegangan ( I-V) terang dan gelap molaritas 1 M, pada waktu 22 jam Arus (A) 5.00E-04 4.00E-04 3.00E-04 2.00E-04 1.00E-04 0.00E+00-1.00E-04-5.00E+01 0.00E+00 5.00E+01 Tegangan (V) [0, 0, 0] Current _1 (1) [0, 0, 0] Current _1 (1) Arus (A) 1.00E-03 5.00E-04 0.00E+00-5.00E+01 0.00E+00 5.00E+01-5.00E-04-1.00E-03 Tegangan (V) Gelap [0, 0, 0] Current _1(1) Terang [0, 0, 0] Current _1(1) Gambar 4.11 Hubungan arus dan tegangan (I-V) terang dan gelap molaritas 1 M, pada waktu 15 jam Gambar 4.13 Hubungan arus dan tegangan (I-V) terang dan gelap molaritas 2 M, pada waktu 22 jam 4.5 Hasil Karakterisasi XRD Gambar 4.14 pada halaman 16 menunjukkan pola difraksii sinar-x film yang dihasilkan. Puncak-puncak difraksi yang terbentuk mengindikasikan partikel film memiliki distribusi orientasi kristal. Dari puncak-puncak difraksii tersebut dapat ditentukan indeks miller (hh k l) dengan menganggap struktur kristal LiNbO 3 merupakan struktur rhombohedral. Difraksi tiap film terjadi pada bidang (2 0 0) hal ini disebabkan oleh banyaknya bidang pendifraksi pada bidang (2 0 0) yang memiliki parameter kisi yang sama dengan jarak yang berdekatan, sehingga gelombang- gelombang yang mengalami difraksi tidak terlalu berbeda fase dan cenderung konstruktif [37]. Pada Gambar 4.1 dapat dilihat intensitas difraksi terendah terjadi pada bidang (110) bahkan pada molaritas 2 M dan waktu 15 jam tidak terdapat bidang (110), hal inii disebabkan oleh difraksi sinar X yang terjadi berupa interferensi destruktif sehingga gelombang yang dihamburkan akan saling menghilangkan. Hal lain yang bisa mengakibatkan bidang (110) tersebut hilang, yaitu pada bidang tersebut hanya terdapat sedikit bidang pendifraksi. Indeks miller yang diperoleh dapat digunakan untuk menentukan parameter kisi LiNbO 3 dalam struktur trigonal [36].[ Perbedaan dari empat substrat yang dibuat adalah pada tingginya intensitas difraksi. Secara keseluruhan intensitas difraksi tertinggi dimiliki oleh film LiNbO 3 pada molaritas 2 M dan waktu 22 jam. Sedangkan intensitas difraksi yang paling rendah dimiliki oleh film LiNbO 3 pada molaritas 0,5 M dan waktu 15 jam. Oleh sebab itu dapat dikatakan bahwa film LiNbO 3 pada molaritas 0,5 M dan waktu 15 jam memiliki

16 struktur kristal paling baik daripada sampel yang lain, karena semakin tinggi puncak intensitas difraksi menunjukkan semakin banyaknya jumlah bidang pendifraksi yang seragam dalam orientasi bidang yang sama [38]. Perbedaan lainnya, yaitu adanya pergeseran sudut difraksi pada bidang (110). Pada penelitian ini bidang (110) untuk LiNbO 3 terjadi pada 2θ = 31,61 o (film LiNbO 3 pada molaritas 1 M dan waktu 15 jam) sedangkan peneliti lain memperoleh sudut difraksi bidang (110) untuk LiNbO 3 yaitu 2θ = 31,99 o. Pada film LiNbO 3 dengan molaritas 0,5 M dan waktu 15 jam bidang (110) terjadi pada 2θ = 33,74 o, sudut difraksi ini mendekati sudut difraksi untuk 2-metoksietanol [H 3 COOCH 2 CH 2 OH, 99.9%], yaitu 2θ = 33,10 o, sedangkan pada film LiNbO 3 dengan molaritas 1 M, dan waktu 15 jam bidang (110) terjadi pada 2θ = 30,90 o, sudut difraksi ini mendekati sudut difraksi lithium asetat [(LiO 2 CH 3 ), 99,9%], yaitu 2θ = 31,15 o [36]. Pergeseran sudut difraksi film karena adanya pengaruh lama waktu. 0 20 40 60 80 100 2 Theta Sampel a A Sampel b B Sampel c C Sampel d D Gambar 4.14 Pola difraksi sinar-x film LiNbO 3 Ket: a) film pada molaritas 2 M dan waktu 22 jam; b) film pada molaritas 1 M dan waktu 22 jam; c) film pada molaritas 1 M dan waktu 15 jam; d) film pada molaritas 0,5 M dan waktu 15 jam. Film pada waktu 8 jam memunculkan bidang (110). Ketika waktu 8 jam memunculkan bidang (110) LiNbO 3 dan ketika lama ditingkatkan menjadi 15 jam memunculkan bidang (110) untuk lithium asetat [(LiO 2 CH 3 ), 99,9%]. Sedangkan film pada waktu 22 jam tidak terdapat bidang (110) seperti yang telah dijelaskan sebelumnya. Besar parameter kisi dapat dilihat pada Tabel 4.6 yang diperoleh dengan metode analitik (dapat dilihat pada Lampiran 3). Dari tabel tersebut dapat dilihat film LiNbO 3 pada molaritas 2 M dan waktu 22 jam pada suhu 900 O C memiliki parameter kisi dan intensitas difraksi paling besar dibanding film yang lainnya. Dalam penelitian ini parameter kisi a dan b setiap sampel berkisar dari 4,008-4,203 Å dan parameter kisi c dari 4,017-4,214 Å. Sedangkan dalam JCPDS- International Centre for Diffraction Data (ICDD) dipaparkan bahwa parameter a, b dan c adalah 3,977 Å [36]. Tabel 4.5 Taksiran sudut difraksi dan indeks miller film LiNbO 3 Sudut difraksi (2θ) Molaritas (M) dan waktu (jam) 0,5 ; 15 1 ; 15 1 ; 22 2 ; 22 Indeks miller ( h k l ) 33,74* 31,61 30,90** - ( 1 1 0 ) 38,12 38,33 37,98 37,97 ( 1 1 1 ) 44,49 44,03 44,52 44,49 ( 2 0 0 ) 64,84 64,40 64,82 64,80 ( 2 2 0 ) 77,80 77,54 77,88 77,89 ( 3 1 1 ) Keterangan:* = sudut difraksi ini mendekati sudut difraksi untuk 2-metoksietanol [H 3COOCH 2CH 2OH, 99.9%]. ** = sudut difraksi ini mendekati sudut difraksi lithium asetat [(LiO 2CH 3), 99,9%]. - = tidak ada sudut. Tabel 4.6 Parameter kisi film LiNbO 3 berstruktur rhombohedral Film LiNbO 3 Parameter kisi ( Å ) pada a=b=c molaritas (M) dan waktu (jam) 0,5 ; 15 4,214 1 ; 15 4,052 1 ; 22 4,017 2 ; 22 4,018