Transcript
8/9/2019 Fotodioda Berbasis Film Tipis BST
1/38
STUDI KONDUKTIVITAS LISTRIK, KURVA I-V DAN CELAH ENERGI
FOTODIODA BERBASIS FILM TIPIS Ba0,75Sr0,25TiO3 (BST) YANG
DIDADAH GALIUM (BSGT) MENGGUNAKAN METODE
CHEMICAL SOLUTION DEPOSITION(CSD)
M. Romzie
PROGRAM STUDI FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2008
8/9/2019 Fotodioda Berbasis Film Tipis BST
2/38
M. Romzie (G74104047). STUDI KONDUKTIVITAS LISTRIK, KURVA I-V DAN CELAH
ENERGI FOTODIODA BERBASIS FILM TIPIS Ba0,75Sr0,25TiO3 (BST) YANG DIDADAH
GALIUM (BSGT) MENGGUNAKAN METODE CHEMICAL SOLUTION DEPOSITION(CSD). Dibimbing Oleh Irzaman dan Ardian Arief.
ABSTRAK
Telah dilakukan penumbuhan film tipis Ba0.75Sr0.25TiO3 (BST) murni dan BST yang didoping
Ga2O3 (BSGT) di atas substrat Si(100) tipe-p dan gelas korning. Metode yang digunakan adalah
metode chemichal solution deposition (CSD) dengan teknik spin coating pada kecepatan putar
3000 rpm dalam waktu 30 detik. Film tipis BST dibuat dengan konsentrasi 1 M dan annealing
pada suhu 850oC, 900oC, dan 950oC untuk substrat Si dan 400oC, 450oC, dan 500oC untuk substrat
gelas korning. Uji konduktivitas listrik dan resistansi dilakukan dengan alat LCR meter tipe
HIOKI 3522-50 LCR HiTESTER dengan kombinasi tiga kondisi cahaya, yaitu gelap (0 watt),
25 watt dan 100 watt. Pada film tipis BST dan BSGT didapatkan nilai konduktivitas semakin
meningkat apabila semakin tinggi intensitas lampu yang diberikan dan sebaliknya nilai resistansi
akan semakin menurun apabila intensitas cahaya ditingkatkan. Hasil karakterisasi I-V menunjukanbahwa film BST dan BSGT merupakan material fotodioda. Hasil karakterisasi UV-VIS
menunjukkan band gap film tipis BST dan BSGT. Pada film BST dengan suhu annealing 400oC,
450oC, dan 500oC didapatkan band gap sebesar 2.59 eV, 3.25 eV dan 3.32 eV. Pada film tipis
BSGT dengan suhu annealing 400oC, 450oC, dan 500oC didapatkan band gap sebesar 3.38 eV,
3.43 eV dan 3.43 eV, ini menunjukkan bahwa pendadah galium mempengaruhi besar band gap
karena film tipis BSGT memiliki band gap lebih besar daripada band gap pada film tipis BST.
Dari seluruh nilai band gap yang didapatkan menunjukkan bahwa film tipis BST dan BSGTmerupakan bahan semikonduktor.
Kata kunci : Film tipis, BST, CSD, galium, annealing, fotodioda, band gap.
8/9/2019 Fotodioda Berbasis Film Tipis BST
3/38
STUDI KONDUKTIVITAS LISTRIK, KURVA I-V DAN CELAH ENERGI
FOTODIODA BERBASIS FILM TIPIS Ba0,75Sr0,25TiO3 (BST) YANG
DIDADAH GALIUM (BSGT) MENGGUNAKAN METODE
CHEMICAL SOLUTION DEPOSITION(CSD)
Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Intitut Pertanian Bogor
Oleh:
M. Romzie
G74104047
PROGRAM STUDI FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2008
8/9/2019 Fotodioda Berbasis Film Tipis BST
4/38
Judul : Studi Konduktivitas Listrik, Kurva I-V dan Celah Energi Fotodioda Berbasis Film Tipis
Ba0,75Sr0,25TiO3 (BST) yang Didadah Galium (BSGT) Menggunakan Metode Chemical
Solution Deposition (CSD)Nama : M. Romzie
NRP : G74104047
Menyetujui
Pembimbing I
Dr. IrzamanNIP. 132 133 395
Pembimbing II
Ardian Arief, M.SiNIP. 132 321 392
Mengetahui :
Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor
Dr. Drh. Hasim, DEANIP. 131 578 806
Tanggal Lulus :
8/9/2019 Fotodioda Berbasis Film Tipis BST
5/38
iv
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 9 mei 1986 dari pasangan A. Sabrawi
dan Fatimah. Penulis merupakan putra keempat dari enam bersaudara. Penulis
menyelesaikan masa studinya di MI Nurul Hidayah Jakarta selama enam tahun,kemudian melanjutkan ke SLTP Islam Assalaam Jakarta selama tiga tahun,
kemudian melanjutkan kembali ke SMA Negeri 49 Jakarta selama tiga tahun.
Penulis lulus dari SMA Negeri 49 Jakarta pada tahun 2004 dan pada tahun yangsama penulis melanjutkan pendidikan sarjana strata satu di Departemen Fisika, Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur
Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB).
Selama mengikuti perkuliahan, penulis pernah menjadi asisten praktikum Pendidikan Agama
Islam untuk mahasiswa TPB tahun ajaran 2006-2007 dan 2007-2008. Penulis juga aktif dalam
organisasi kemahasiswaan sebagai anggota departemen infokom LDK DKM Al-Hurriyyah IPB
tahun 2005/2006 dan sekretaris umum SERUM-G IPB tahun 2005/2006 dan 2006/2007. Selama
perkuliahan penulis aktif dalam kegitan dan seminar-seminar baik di dalam kampus maupun
di luar kampus.
8/9/2019 Fotodioda Berbasis Film Tipis BST
6/38
v
KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Allah SWT yang begitu banyak memberikan nikmat kepada penulisterutama nikmat Iman, Islam dan kesehatan sehingga penulis dapat bersemangat dalam
menyelesaikan skripsi yang merupakan salah satu syarat kelulusan penulis agar penulis dapat lulus
dari Departemen Fisika IPB.Dalam penyelesaian skripsi ini, penulis banyak dibantu oleh berbagai pihak. Terima kasih
penulis sampaikan kepada kedua orangtua beserta saudara-saudara penulis yang telah mendoakan,
menyemangati dan mendanai penulis. Tak lupa ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada
Bapak Irzaman dan bapak Ardian sebagai pembimbing tugas akhir yang sangat semangat dalam
membimbing penulis dan juga terima kasih kepada seluruh staf Departemen Fisika IPB.
Rekan-rekan kerja di Serum-G (Serambi Ruhiyah Mahasiswa FMIPA) IPB Periode
2006-2007 terutam kepada Ketua Serum-G periode 2006-2007, Ihsan Purwadi Statistika 41.
Sahabat-sahabat di SISCO (Agung, Heriyanto, Aep, Ade, Ulul dan Erdiansyah) yang selalu
mendukung dan menyemangati penulis. Teman-teman di Fisika 41 terutama Farid, Tb Gamma,
Isran, dan yang lainnya yang insya Allah setia selalu menemani dan menghibur penulis sehingga
penulis menjadi semangat luar biasa. Dan juga teman-teman penulis yang lain yang tidak dapat
dituliskan satu per satu karena sangat banyak.
Demikian skripsi ini penulis buat, semoga dapat bermanfaat untuk kita semua terutamauntuk perkembangan teknologi di Indonesia. Kritik dan saran yang membangun sangat penulis
harapkan untuk kemajuan teknologi mengenai aplikasi material agar dapat lebih berkembang lagi.
Semoga Allah SWT senantiasa melimpahkan rahmat dan karunianya untuk kita semua. Amiin.
Bogor, September 2008
Penulis
8/9/2019 Fotodioda Berbasis Film Tipis BST
7/38
vi
DAFTAR ISI
HalamanABSTRAK............................................................................................................................... i
HALAMAN JUDUL................................................................................................................ ii
LEMBAR PENGESAHAN...................................................................................................... iiiRIWAYAT HIDUP.................................................................................................................. iv
KATA PENGANTAR ......................................................... .................................................... v
DAFTAR ISI............................................................................................................................ vi
DAFTAR TABEL.................................................................................................................... vii
DAFTAR GAMBAR ........................................................ ....................................................... vii
DAFTAR LAMPIRAN............................................................................................................ viii
PENDAHULUAN.................................................................................................................... 1
Latar Belakang ..................................................................... ......................................... 1
Tujuan Penelitian........................................................................................................... 1
Hipotesa......................................................................................................................... 1
TINJAUAN PUSTAKA........................................................................................................... 1Barium Stronsium Titanat (BaxSr1-xTiO3) ........................................................... .......... 1
Pendadah Galium Oksida (Ga2O3)................................................................................. 2
Fotodioda....................................................................................................................... 2
Fotokonduktivitas Listrik .................................................................... .......................... 3
Metode Pendeposisian Cairan Kimia (Chemical Solution Deposition / CSD) .............. 3
Spektroskopi Optik........................................................................................................ 4
Karakterisasi I-V ................................................................... ........................................ 5
BAHAN DAN METODE ........................................................ ................................................ 6
Waktu dan Tempat ............................................................ ............................................ 6
Alat dan Bahan ............................................................ .................................................. 6
Metode Penelitian.......................................................................................................... 6
Pembuatan Larutan BST dan BSGT ................................................................... 6Persiapan Substrat Si (100) Tipe-p dan Gelas Korning ...................................... 6
Proses Penumbuhan Film Tipis ......................................................... ................. 7
Karakterisasi.................................................................................................................. 8
Pengukuran Resistansi dan Konduktivitas Film Tipis BST dan BSGT .............. 8
Karakterisasi UV-VIS......................................................................................... 8
Karakterisasi I-V................................................................................................. 8
HASIL DAN PEMBAHASAN................................................................................................ 8
Karakterisasi UV-VIS .............................................................. ..................................... 8Konduktivitas Listrik dan Resistansi Film Tipis BST dan BSGT ................................. 10
Karakterisasi I-V (Arus - Tegangan) ................................................................... ......... 11
KESIMPULAN DAN SARAN................................................................................................ 12Kesimpulan ............................................................ .................................................................. 12
Saran ............................................................ .................................................................. .......... 13
DAFTAR PUSTAKA ............................................................ .................................................. 13LAMPIRAN............................................................................................................................. 14
8/9/2019 Fotodioda Berbasis Film Tipis BST
8/38
vii
DAFTAR TABEL
HalamanTabel 4.1 Tabel pengaruh suhu dan persen pendadah terhadap
nilai band gap .................................................... 10
Tabel 4.2 Tabel pengaruh konduktivitas listrik terhadap daya lampu,suhu annealing dan persen pendadah................. 10
Tabel 4.3 Tabel pengaruh resistansi terhadap daya lampu,
suhu annealing dan persen pendadah................. 10
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Konstanta kisi dari BaTiO3 terhadap fungsi temperatur........................................... 2
Gambar 2.2 a) Sruktur kristal perovskit BST (ABO3) pada fase kubik.
b) Sruktur kristal perovskit BST pada fase tetragonal ............................................ 2
Gambar 2.3 Level energi akseptor pada semikonduktor .............................................................. 2
Gambar 2.4 Lambang skematis fotodioda.................................................................................... 3
Gambar 2.5 Kurva karakteristik arus- tegangan dari persambunganp-ndalam kondisi gelap dan terang............................................................................... 3
Gambar 2.6 Transisi optik: (a) transisi langsung yang diizinkan dan (b) transisi
langsung yang terlarang; (c) transisi tidak langsung menyertakan emisi fonon
(panah keatas) dan absorpsi fonon (panah kebawah).............................................. 4
Gambar 2.7 Kurva koefisien absorpsi optik........... ...................................................................... 5
Gambar 2.8 Skema UV-VIS......................................................................................................... 5
Gambar 2.9 Karakteristik I-V diodap-n ...................................................................................... 6Gambar 3.1 Kurva suhu T terhadap waktu t saat proses annealing.............................................. 7
Gambar 3.2 Hasil proses penumbuhan film tipis .................................................................. ....... 7
Gambar 3.3 a. Pemasangan kontak tampak samping
b. Pemasangan kontak tampak muka........................................................................ 8
Gambar 4.1 Grafik hubungan panjang gelombang terhadap nilai absorbansi.............................. 8
Gambar 4.2 Grafik hubungan panjang gelombang terhadap nilai transmitansi............................ 8Gambar 4.3 Kurva plot touc pada suhu annealing 400oC dan tanpa pendadah ............................ 9
Gambar 4.4 Kurva plot touc pada suhu annealing 400oC dengan pendadah 5%.......................... 9
Gambar 4.5 Kurva plot touc pada suhu annealing 450oC dan tanpa pendadah ............................ 9
Gambar 4.6 Kurva plot touc pada suhu annealing 450oC dengan pendadah 5%.......................... 9
Gambar 4.7 Kurva plot touc pada suhu annealing 500oC dan tanpa pendadah ............................ 9
Gambar 4.8 Kurva plot touc pada suhu annealing 500oC dengan pendadah 5%.......................... 10
Gambar 4.9 Grafikband gap terhadap suhu annealing................................................................ 10
Gambar 4.10 Grafik konduktivitas listrik terhadap daya lampu................................................... 11
Gambar 4.11 Grafik resistansi terhadap daya lampu.................................................................... 11Gambar 4.12 Kurva I-V pada suhu annealing 850oC dan tanpa pendadah................................... 11
Gambar 4.13 Kurva I-V pada suhu annealing 850oC dengan pendadah 5%................................ 11
Gambar 4.14 Kurva I-V pada suhu annealing 900oC dan tanpa pendadah................................... 12
Gambar 4.15 Kurva I-V pada suhu annealing 900oC dengan pendadah 5%................................ 12Gambar 4.16 Kurva I-V pada suhu annealing 950oC dan tanpa pendadah................................... 12
Gambar 4.17 Kurva I-V pada suhu annealing 950oC dengan pendadah 5%................................ 12
8/9/2019 Fotodioda Berbasis Film Tipis BST
9/38
viii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Diagram alir penelitian ...................................................................... ...................... 14Lampiran 2. Skema Pengukuran .................................................................. ................................ 15
1. Karakterisasi UV-VIS.................................................................................................... 152. Karakterisasi Konduktivitas Listrik .................................................................... ........... 163. Karakterisasi I-V............................................................................................................ 17
Lampiran 3. Data I-V meter ............................................................. ............................................ 18
4. Suhu annealing 850oC dan tanpa pendadah .................................................................. . 185. Suhu annealing 850oC dengan pendadah galium 5%..................................................... 206. Suhu annealing 900oC dan tanpa pendadah .................................................................. . 227. Suhu annealing 900oC dengan pendadah galium 5%..................................................... 248. Suhu annealing 950oC dan tanpa pendadah .................................................................. . 269. Suhu annealing 950oC dengan pendadah galium 5%..................................................... 28
8/9/2019 Fotodioda Berbasis Film Tipis BST
10/38
8/9/2019 Fotodioda Berbasis Film Tipis BST
11/38
2
Gambar 2.1 Konstanta kisi dari BaTiO3
terhadap fungsi suhu [C. Kugeler, 2006].
Gambar 2.2 (a) Sruktur kristal perovskit
BST (ABO3) pada fase kubik. (b) Sruktur
kristal perovskit BST pada fase tetragonal
[C. Kugeler, 2006].
Pendadah Galium Oksida (Ga2O3)
Cara untuk menambah daya konduksi
semikonduktor adalah dengan menyuntik
(doping). Hal ini berarti menambahkan
atom-atom yang tidak murni ke dalam
kristal intrinsik untuk merubah daya
konduksi listriknya. Apabila doping yang
digunakan adalah atom pentavalen maka
kristal akan menghasilkan satu elektronbebas (atom donor). Dan kalau dimasukkan
atom trivalen, maka masing-masing hole
akan membantu untuk menerima sebuah
elektron bebas selama rekombinasi
(atom akseptor) [ A. P. Malvino, 2003].
Tidak semua atom dapat digunakan sebagaiatom akseptor atau atom donor, ada
beberapa persyaratan: (1) mempunyai
ukuran atom yang hampir sama dengan atom
murni (semikonduktor intrinsik yang akan
didoping), sehingga dapat masuk dan tidak
merusak struktur kristal atom murni,(2) memiliki jumlah elektron valensi
berbeda satu dengan atom murni
[Munasir, 2004].
Atom galium memiliki tiga elektron
dalam kulit terluarnya (trivalen), apabila
dimasukkan ke dalam kristal silikon akan
menimbulkan kekosongan (lubang) dalam
struktur elektron kristal itu. Elektronmemerlukan energi relatif kecil untuk
memasuki lubang, tetapi ketika elektronmelakukan hal itu, elektron meninggalkan
lubang baru pada lokasi semula. Jika dipasang
medan listrik melintang pada kristal silikon
yang berisi galium, elektron bergerak ke arah
anode dengan berturut-turut mengisi lubang.
Aliran arus elektron disini lebih baik dinyatakan
dengan mengacu pada lubangnya yang berlakusebagai muatan positif karena lubang itu
bergerak ke arah elektroda negatif hal ini
mengakibatkan semikonduktornya menjadi
semikonduktor tipe-p [A. Beiser,1992].
Gambar 2.3 Level energi akseptor pada
semikonduktor.
Pada semikonduktor tipe-p terdapat level
energi akseptor yang berada di dalam energi
gap, sedikit diatas tepi dari pita valensi, seperti
yang ditunjukkan oleh gambar 2.3
[M.A. Omar, 1974].
Fotodioda
Fotodioda adalah suatu alat yang dibuat
untuk berfungsi paling baik berdasarkan
kepekaan terhadap cahaya. Pada dioda ini
sebuah jendela memungkinkan cahaya untuk
masuk melalui pembungkus dan mengenai
persambungan. Cahaya yang datang
menghasilkan elektron dan hole. Makin kuat
cahayanya makin banyak pembawa minoritas
dan makin besar arus baliknya.
Gambar 2.4 menunjukan lambang skematis
fotodioda. Panah yang mengarah ke dalam
melambangkan cahaya yang datang. Sumber
dan tahanan seri memberikan prategangan balik
pada fotodioda. Bila cahaya makin cerah arus
balik naik. Dalam fotodioda yang lazim arus
balik tersebut besarnya sekitar puluhan
mikroampere. Fotodioda adalah salah satu
contoh fotodetektor, yaitu sebuah alat
optoelektronika yang dapat mengubah cahaya
datang menjadi besaran listrik.
Tidak seperti LED yang biasnya panjar
maju, persambungan semikonduktor pada
fotodioda biasnya adalah panjar mundur.
Prinsip dasar fotodioda berhubungan untuk
membangkitkan pasangan elektron-hole (oleh
peristiwa penyerapan foton dengan energi
gEh ) di dalam atau di dekat daerah
8/9/2019 Fotodioda Berbasis Film Tipis BST
12/38
3
Gambar 2.4 Lambang skematis fotodioda
Gambar 2.5 Kurva karakteristik arus-
tegangan dari persambungan p-n dalam
kondisi gelap dan terang
[B. G. Yacobi, 2003].
deplesi yang menghasilkan pemisahan dari
pengisian dalam arah yang berlawanan
melalui persambungan dan aliran arus di
dalam divais. Total arus yang dihasilkan
adalah
phgB ITkeVII = ]1)/[exp(0 (2.1)
Dimana Iphg adalah arus fotogenerasi yang
dapat diekspresikan seperti
Iphg = eGA(W+Lc+Lh), dimana G adalah
rata-rata generasi pasangan elektron-hole.
Persamaan ini menggambarkan karakteristik
dioda (ditunjukkan oleh gambar 2.5) yaitu,
terjadi pergeseran ke bawah, yangbergantung pada intensitas cahaya
[B. G. Yacobi, 2003].
Fotokonduktivitas Listrik
Fotokonduktivitas adalah fenomena
optik dan listrik di dalam suatu material
yang menjadi lebih konduktif ketika
menyerap radiasi elektromagnet seperti
cahaya tampak, sinar ultraviolet, sinar
inframerah, atau radiasi gamma. Ketika
cahaya diserap oleh sebuah material seperti
semikonduktor, jumlah dari perubahan
elektron bebas dan hole meningkatkan
konduktivitas listrik dari semikonduktor.
Eksitasi cahaya yang menumbuk
semikonduktor harus mempunyai cukup
energi untuk meningkatkan jumlah elektron
yang menyebrangi daerah terlarang atau oleh
eksitasi pengotoran dalam daerah bandgap.
Ketika tegangan dan beban resistor digunakan
secara seri dengan semikonduktor, penurunan
tegangan menyeberangi beban resistor dapatdiukur ketika perubahan pada konduktivitas
listrik berubah-ubah melalui lintasan aliran arus
[wikipedia.org].
Peningkatan konduktivitas listrik
disebabkan oleh eksitasi dari penambahan
pengisian bebas yang diangkut oleh cahayaenergi tinggi pada semikonduktor dan insulator
[www.answers.com].
Konduktivitas listrik (S/cm) berhubungan
dengan resistivitas ( cm):
1
=
(2.2)Konduktivitas listrik suatu semikonduktor
dapat dihitung dari persamaan :
nq =(2.3)
Dengan besar muatan q (1,602 x 10-19 C),
mobilitas pembawa (unit cm2 /Vs), dandensitas pembawa n (unit cm-3). Jika kedua
jenis pembawa (elektron dan hole) saling
terkait, konduktivitas didapat dari persamaan :
nqnq pn += (2.4)
Metode Pendeposisian Cairan Kimia
(Chemical Solution Deposition / CSD)Dalam pengolahan film tipis dengan metode
CSD, hasil yang diinginkan adalah untuk
mengoptimalkan film untuk aplikasi yangspesifik. Untuk hasil yang efektif, diperlukan
suatu pemahaman yang pokok tentang substrat,
larutan kimia, dan efek dari proses termal pada
evolusi struktural dari deposisi film untuk
tingkatan kristalin keramik yang dibutuhkan
[R. W. Schwartz, 1997].
Disini, substrat dicoating oleh cairan
prekursor menggunakan spin coating atau dip-
coating. Bahan yang biasanya mengunakan
metode CSD adalah sol/gel dan dekomposisi
metal organik (MOD) dengan lebar spektrum
dari metode hibrid [C. Kugeler, 2006].
CSD didasarkan metode dekomposisi pada
dasarnya dilakukan dengan beberapa tahap :1. Persiapan larutan prekursor,2. Pelapisan substrat,3. Perlakuan panas untuk pirolisis film
basah,
4. Terakhir dilakukan annealing.
8/9/2019 Fotodioda Berbasis Film Tipis BST
13/38
4
Persiapan pertama dalam pembuatan
prekursor secara kimiawi adalah
menggunakan material keras seperti lead-
asetat, zirconium-n-propoksida atau
titanium-i-propoksida, kemudian campur
dengan bahan lain dan ditambah pelarut danberi perlakuan suhu dengan cara yang tepat.
Tahap kedua, film diberi beberapa tetes
larutan prekursor di atas substrat, kemudiandirotasi dengan spin coater agar distribusi
cairannya homogen. Dengan demikian
ketebalan film bergantung pada viskositas
dari prekursor dan kecepatan rotasi. Pada
tahap yang ketiga film basah dikeringkan
dan dipirolisis oleh pemanas padatemperatur sedang, misalnya penempatan
substrat ditempat yang panas. Untuk
menambahkan lapisan film pada tahap
spinning dan pirolisis diulang beberapa kalitanpa merubah viskositas larutan prekursor.
Akhirnya, film terkristalisasi pada
peningkatan suhu (antara 600oC dan 800oC)
[C. Kugeler, 2006].
Salah satu keuntungan metode CSD
adalah sangat fleksibel untuk komposisi
material apapun, sejak persiapan larutan
prekursor prosesnya cepat dan tiap
komposisi material yang diinginkan
mungkin untuk dicampur pada komponen
awal dengan rasio yang diinginkan.
Selanjutnya, tidak diperlukan teknik khusus
dan juga biayanya murah[C. Kugeler, 2006].
Spektroskopi Optik
Pengukuran nilai optik sangat penting
dalam menentukan struktur pita
semikonduktor. Induksi foton pada transisielektronik dapat terjadi antara pita yang
berbeda, yang nantinya akan digunakan
untuk mencari band gap.
Pada semikonduktor, koefisien absorpsi
merupakan fungsi dari panjang gelombang
atau energi foton. Koefisien absorpsi dapat
ditunjukkan berdasarkan persamaan
e
k4= (2.5)
dan
( )gEhv (2.6)
Dimana hv adalah energi foton dan adalahkonstanta dan ke adalah koefisien
pemadaman (extinction). Terdapat dua jenis
transisi dari pita ke pita : diizinkan (allowed)
dan terlarang (forbidden). Untuk material
yang bandgapnya langsung, transisi
kebanyakan terjadi antara dua pita yang
memiliki nilai kyang sama, seperti transisi (a)dan (b) pada gambar 2.6. Transisi langsung
yang diizinkan dapat terjadi pada seluruh nilai
k, sedangkan transisi langsung yang terlarang
hanya dapat terjadi pada saat k 0. Untuk
transisi langsung perkiraan nilai sebesar 1/2dan 3/2 secara berurutan untuk yang diizinkan
dan terlarang. Untuk k = 0 dimana bandgap
didefinisikan, hanya transisi yang diizinkan
( = 1/2) yang terjadi dan ini digunakan untukmenentukan bandgap secara eksperimen. Untuk
transisi tidak langsung [transisi (c) gambar 2.6],
berperan dalam mempertahankan momentum.
Pada transisi ini, tiap fonon (dengan energi Ep)
ada yang diserap atau diemisikan, dan koefisien
absorpsi dapat dimodifikasi menjadi :
Gambar 2.6 Transisi optik: (a) transisi langsungyang diizinkan dan (b) transisi langsung yang
terlarang; (c) transisi tidak langsung
menyertakan emisi fonon (panah keatas) dan
absorpsi fonon (panah kebawah)
[S. M. Sze et al, 2007].
( ) pg EEhv (2.7)
Disini konstanta bernilai 2 dan 3 secaraberurutan untuk transisi tidak langsung yang
diizinkan dan terlarang. [S. M. Sze et al, 2007]
Kurva absorpsi optik semikonduktor dapatdibagi menjadi tiga daerah dan dapat dilihat
pada gambar 2.6 :1.Daerah A disebut sebagai daerah absorpsi
tail (ekor) untuk nilai 1 cm-1.
2.Daerah B disebut sebagai daerah Urbachatau daerah eksponensial. Daerah ini nilai
alphanya131 101 cmcm .
3.Daerah C disebut daerah pangkat, padadaerah ini mengikuti hukum pangkat atau
n
gEhCh )()( = , nilai alpha pada
daerah ini adalah : 1310 cm .
8/9/2019 Fotodioda Berbasis Film Tipis BST
14/38
5
Gambar 2.7 Kurva koefisien absorpsi optik
[Irzaman et al, 2003].Transisi optik pada daerah C pada kurva
absorpsi (1310 cm ) dapat ditentukan
energi gapnya dengan membuat plot linier
dari kurva alpha terhadap energi. Metode
plot Tauc yang penjelasan sebagai berikut :
1. Data yang keluar adalah transmitansiterhadap panjang gelombang
2. Kemudian tentukan apakah transisinyalangsung atau tidak berdasarkan
persamaann
gEhBh )( = (2.8)
Untuk n=2 transisi tidak langsung,sedangkan untuk n=1/2 transisi
langsung. Cari plot grafik yang lebih
linier (apakah saat n=2 atau saat n=1/2),
apabila n=2 lebih linier maka transisi
tidak langsung, sebaliknya apabila
n=1/2 yang lebih linier maka transisi
langsung.
3. Dengan melakukan ekstrapolasi bagian
linier kurvan
h/1)( terhadap h
memotong absis, diperoleh nilai energi
yang dinamakan celah energi (Eg).
Ekstrapolasi dilakukan pada daerah kurva yangmeningkat tajam, dimana daerah tersebut
menyatakan terjadinya transisi langsung
[S. M. Sze , 2007].
Salah satu cara untuk menentukan sifat optik
suatu bahan yaitu dengan menggunakan metode
spektroskopi UV-VIS. Spektroskopi UV-VIS
adalah teknik yang digunakan untuk
mengeksitasi elektron valensi dalam atom
seperti mencari celah (band) dari atom atau
molekul. Spektroskopi UV-VIS memiliki
rentang panjang gelombang antara 200-950 nm
[M. M. Grady, 2006].
Pada kenyataannya molekul memilikikemampuan untuk menyerap ultraviolet atau
cahaya tampak. Absorpsi ini sesuai untuk
mengeksitasi elektron terluar pada molekul
terkait. Ketika molekul menyerap energi
elektron dinaikkan dari HOMO (Highest
Occupied Molecular Orbital) ke LUMO
(Lowest Unoccupied Molekular Orbital).
Bagian-bagian Spektrofotometer
UV-VIS adalah : sumber cahaya,
monokromator dan detektor. Monokromator
bekerja seperti kisi difraksi untuk membagi
cahaya kedalam bermacam panjang gelombang.
Peran detektor adalah untuk merekam intensitascahaya yang ditransmisikan [ A. Gahr]. Skema
jalur sinar pada spektrofotometer UV-Vis dapat
dilihat pada gambar 2.8.
Karakterisasi I-V
Saat diode berpanjar maju, probabilitas
pembawa muatan mayoritas yang mempunyai
Gambar 2.8 Jalur sinar pada spektrofotometer UV-Vis
8/9/2019 Fotodioda Berbasis Film Tipis BST
15/38
6
cukup energi untuk melewati potensial
penghalang Vo V akan tergantung pada
muatan elektron (q) dan temperatur absolut.
kTVVqe
/)( 0(2.7)
Jadi arus difusi yang mengalir adalahsebesar
TVVAeI/
= )/( qkTVT = (2.8)
dimana VT = 25 mV pada temperatur ruang,
= 1 untuk gemanium dan berharga 2 untuksilikon. Jadi arus total yang mengalir adalahsebesar
TVVAeII/
0 +=
Gambar 2.9 Karakteristik I-V diodap-n
atau karena I = 0 untuk V = 0 diperoleh
)1(/
0 =TVVeII
(2.9)
Persamaan 2.9 merupakan karakteristik I-Vumum diode.
BAHAN DAN METODE
Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilakukan di LaboratoriumMaterial Departemen Fisika IPB dengan
lama waktu penelitian dari bulan
juli 2007 april 2008.
Alat dan Bahan
Penelitian ini menggunakan alat dan
bahan sebagai berikut :1. Alat : timbangan Sartonius Model
BL 6100, spin coating, mortar, pipet,
gelas ukur, gelas piala, tabung reaksi,
setrika, pinset plastik, gunting,
stopwatch, spatula, pipet, masker, kertas
obat, desikator, pisau kristal, tisu,
sarung tangan karet, masker, corong,cawan petritis, beaker glass, kompresor
udara, Lampu, aluminium foil, double
tip (perekat), solasi transparan, IC 741,
resistor, potensiometer, baterai, kabel,
bread board, furnace tipe
VulcanTM 3-130, evaporator, I-V meter,
spektrofotometer UV-Vis, multimeter,
LCR meter tipe HIOKI 3522-50 LCR
HiTESTER.
2. Bahan : Ba(CH3COO)2 99%, Sr(CH3COO)299%, Ti(C12O4H28) 99.999%, pelarut
2-metoksietanol [H3COCH2CH2OH, 99%],galium asetat, substrat Si tipe-p, gelas
korning, metanol, aseton, aquabides dan
larutan HF 5%.
Metode Penelitian
Pembuatan Larutan BST dan BSGTDalam penelitian ini BST dibuat dengan
metode chemical solution deposition (CSD).
Pertama-tama semua bahan seperti barium
asetat [Ba(CH3COO)2, 99%] dan stronsium
asetat [Sr(CH3COO)2, 99%)] digerus selama
3 jam agar diperoleh butiran yang halus.Kemudian masukkan barium asetat, stronsium
asetat, titanium isopropoksida
[Ti(C12O4H28), 99%] dan 2-metoksietanol
[H3COOCH2CH2OH, 99%] ke dalam tabung
reaksi. Bahan-bahan yang telah tercampur di
dalam tabung reaksi dikocok secara manual
selama kurang lebih 1 jam (campuran tersebutbiasa disebut precursor). Kemudian precursor
dipanaskan pada permukaan setrika dengan
temperatur 120oC selama 5 menit agar
bahan-bahan tercampur secara merata. terakhir
precursortersebut disaring dengan kertas saring
agar didapat larutan yang lebih homogen.Untuk pembuatan larutan BSGT prosesnya
sama seperti pada pembuatan larutan BST,
bedanya hanya ditambahkan pendadah (galium
oksida) sebanyak 5% yang sebelumnya telah
digerus terlebih dahulu.
Persiapan Substrat Si (100) Tipe-p dan Gelas
KorningSubstrat yang digunakan adalah Si (100)
tipe-p dan gelas korning dengan ukuran
1 cm x 1 cm. Pemotongan substrat Si (100)
tipe-p dilakukan dengan sangat hati-hati dengan
menggunakan alat pemotong kristal dan dibantudengan penggaris plastik. Usahakan dalamproses pemotongan agar tidak terbentuk goresan
pada lapisan bahan aktif bagian muka substrat.
Substrat Si (100) tipe-p yang telah terpotong,
kemudian dibersihkan. Kebersihan substrat
harus diperhatikan agar film tipis dapat tumbuh
dengan baik dan merata pada permukaan
substrat. Proses pembersihan substrat Si (100)
tipe-p dilakukan secara bertahap. Tahapan
pertama substrat Si (100) tipe-p dibersihkan
bagian aktifnya dengan tisu, kemudian
dicelupkan ke dalam larutan HF 5%. Setelah
dicelupkan dalam HF 5% substrat dicelupkan
Panjar Mundur Panjar Maju
8/9/2019 Fotodioda Berbasis Film Tipis BST
16/38
7
dalam larutan aquabides. Kemudian Setelah
itu dikeringkan dengan kompresor udara.Untuk pemotongan substrat gelas
korning prosesnya hampir sama seperti pada
pemotongan silikon, bedanya hanya pada
proses pencucian. Tahapan pertama substrat
korning dicelupkan ke dalam larutan etanol.
Setelah dicelupkan dalam etanol substrat
dicelupkan dalam larutan metanol.
Kemudian metanol dibersihkan dengan dye
water selama 1 menit. Setelah itu
dikeringkan dengan kompresor udara. Dye
water dapat diganti dengan aquades atau
aquabides
Proses Penumbuhan Film TipisSubstrat diletakkan di atas reaktor spin
coating (jangan lupa diberi perekat agar
substrat tidak terpental). Tutup kira-kira 1/3
dari bagian substrat dengan menggunakan
solasi transparan untuk membedakan bagian
yang akan di tumbuhi film dan yang tidak.
Tetesi larutan prekursor di atas substrat Si
(100) tipe-p sebanyak 1 tetes (usahakan
merata di atas permukaan yang akan
ditumbuhkan film). Kemudian reaktor spin
coating diputar pada 3000 rpm selama
30 detik. Substrat Si (100) tipe-p yang telahdiproses dipanaskan di atas permukaan
setrika selama satu jam pada temperatur
120oC. Substrat siap diproses langkah
selanjutnya yaitu annealing.
Annealing adalah proses pemanasan
kristal yang mengalami pengerasan untuk
mengembalikan kelentukannya
[ A.Beiser, 1987]. Annealing dilakukan
menggunakan furnace model
VulcanTM3-130. Proses annealing untuk
setiap substrat dilakukan pada temperatur
850oC, 900oC dan 950oC (untuk substrat
korning digunakan suhu 400oC, 450oC dan
500oC) sehingga sampel yang didapat sebanyak
enam jenis untuk substrat silikon (850oC 0%,850oC 5%, 900oC 0%, 900oC 5%, 950oC 0%
dan 950oC 5%) dan enam sampel untuk substrat
korning (400oC 0%, 400oC 5%, 450oC 0%,
450oC 5%, 500oC 0% dan 500oC 5%).
Annealing dimulai dari temperatur ruangan
dengan kenaikan 1,7oC/menit sampai didapat
temperatur annealing 850oC, 900oC dan 950oC.Penggunaan temperatur annealing 850oC keatas
karena berdasarkan penelitian sebelumnya film
tipis BSGT lebih efektif ditumbuhkan pada
temperatur annealing tinggi. Kemudian ketika
temperatur annealing telah dicapai maka
dilakukan penahanan temperatur tersebutselama 15 jam. Tahapan terakhir yaitu
penurunan temperaturfurnace (furnace cooling)
sampai didapat temperatur ruang. Secara garis
besar proses annealing diperlihatkan pada
Gambar 3.1. Hasil yang didapat dapat dilihat
pada Gambar 3.2.
Gambar 3.2. Hasil proses penumbuhan film tipis
Setelah proses annealing dilakukan
pembuatan kontak aluminium dengan
menggunakan alat evaporator. Berikut ini
gambar film yang telah diberi kontak
(gambar 3.3)
Gambar 3.1. Kurva suhu T terhadap waktu t saat proses annealing.
BST tipe-n
Substrat Si tipe-p
8/9/2019 Fotodioda Berbasis Film Tipis BST
17/38
8
(a)
(b)
Gambar 3.3. (a) Pemasangan kontak tampak
samping
(b) Pemasangan kontak tampak
muka
Karakterisasi
Pengukuran Konduktivitas Listrik dan
Resistansi Film Tipis BST dan BSGTPengukuran resistansi dan konduktivitas
listrik dilakukan dengan menggunakan alat
LCR meter tipe HIOKI 3522-50 LCR
HiTESTER. Alat ini memiliki kecepatan
pengukuran 5ms sehingga dapat lebih cepat
dan efisien dalam melakukan pengukuran
[HIOKI, 2001]. Parameter pengukuran yang
dapat dilakukan oleh LCR meter adalah |Z|,
|Y|, , Rp (DCR), Rs (ESR, DCR), G, X, B,
Cp, Cs, Lp, Ls, D (tan ), dan Q[HIOKI, 2001].
Dari alat LCR meter ini didapatkan nilai
G (konduktansi), untuk mendapatkan nilai
konduktivitas listriknya digunakan
persamaan 3.1
A
Gt= (3.1)
untuk mendapatkan nilai R bisa dilihat
langsung di alat LCR meter atau dengan
menggunakan persamaan 3.2
GR
1= (3.2)
Skema pengukurannya dapat dilihat pada
lampiran 2.
Karakterisasi UV-VISKarakterisasi UV-VIS ini dilakukan untuk
mencari nilai bandgap suatu film tipis
BST/BSGT. Pengukuran dilakukan dengan
menggunakan alat spektrofotometer UV-VIS.
Perhitungan untuk mencari bandgap digunakanmetode plot Tauc. Skema pengukuran lihat di
lampiran 2.
Karakterisasi I-VKarakterisasi I-V dilakukan untuk melihat
karakteristik sifat listrik film tipis BST/BSGT
yang dibuat dengan melihat hasil kurva I-V dari
alat I-V meter. Skema pengukuran lihat di
lampiran 2.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakterisasi UV-VISKarakterisasi UV-VIS ini dilakukan untuk
mencari nilai band gap suatu film tipisBST/BSGT. Karakterisasi dilakukan dengan
rentang panjang gelombang dari 200-800 nm.
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
0,00E+00 2,00E-07 4,00E-07 6,00E-07 8,00E-07 1,00E-06
(m)
Absorbansi
400oC ; 0%
400oC ; 5%
450oC ; 0%
450oC ; 5%
500oC ; 0%
500oC ; 5%
Gambar 4.1 Grafik hubungan panjang
gelombang terhadap nilai absorbansi
Berdasarkan data yang didapat (gambar 4.1)
dapat dilihat bahwa nilai absorbansi maksimum
kira-kira terjadi pada panjang gelombang
300 nm.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0,00E+00 2,00E-07 4,00E-07 6,00E-07 8,00E-07 1,00E-06
(m)
Transmitansi(%) 400oC ; 0%
400oC ; 5%
450oC ; 0%
450oC ; 5%
500oC ; 0%
500oC ; 5%
Gambar 4.2 Grafik hubungan panjang
gelombang terhadap nilai transmitansi
Berdasarkan data yang didapat (gambar 4.2)
dapat dilihat bahwa nilai transmitansi minimum
wire
8/9/2019 Fotodioda Berbasis Film Tipis BST
18/38
9
kira-kira terjadi pada panjang gelombang
300 nm.
Saat nilai absorbansi rendah (saat tidakmaksimum) sekitar 0,2 pada saat panjang
gelombangnya 350 800 nm menunjukkkan
elektron tidak dapat menyerap energi padapanjang gelombang tersebut, sehingga
energi yang diberikan hanya diteruskan saja.
Oleh karena itu, nilai transmitansi padapanjang gelombang tersebut memiliki nilai
yang besar, yaitu 60-90%. Nilai absorbansi
maksimum atau nilai transmitansi minimum
pada 300 nm ini merupakan nilai optimum
penyerapan energi oleh elektron sehingga
elektron memiliki energi yang cukup untukmelewati bandgap.
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5
h ( eV)
(h
2
Gambar 4.3 Kurva plot touc pada suhu annealing
400oC dan tanpa pendadah
Berdasarkan gambar 4.3, didapatkannilai band gap (Eg) dari BST dengan suhu
annealing 400oC dan tanpa pendadah adalah
sebesar 2,59 eV.
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5
h (eV)
(h
)1
/2
Gambar 4.4 Kurva plot touc pada suhu annealing
400oC dengan pendadah 5%
Berdasarkan gambar 4.4, didapatkan
nilai band gap (Eg) dari BST dengan suhu
annealing 400oC dengan pendadah 5%
adalah sebesar 3,38 eV.
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5
h (eV)
(h
2
Gambar 4.5 Kurva plot touc pada suhu annealing
450oC dan tanpa pendadah
Berdasarkan gambar 4.5, didapatkan nilai
band gap (Eg) dari BST dengan suhu annealing
450oC dan tanpa pendadah adalah sebesar
3,25 eV.
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5
h (eV)
(h
)/2
Gambar 4.6 Kurva plot touc pada suhu annealing450oC dengan pendadah 5%
Berdasarkan gambar 4.6, didapatkan nilai
band gap (Eg) dari BST dengan suhu annealing
450oC dengan pendadah 5% adalah sebesar
3,43 eV.
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5
h ( eV)
(h
2
Gambar 4.7 Kurva plot touc pada suhu annealing
500oC dan tanpa pendadah
Berdasarkan gambar 4.7, didapatkan nilai
band gap (Eg) dari BST dengan suhu annealing
500oC dan tanpa pendadah adalah sebesar
3,32 eV.
8/9/2019 Fotodioda Berbasis Film Tipis BST
19/38
10
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5
h ( eV)
(h
2
Gambar 4.8 Kurva plot touc pada suhu annealing500oC dengan pendadah 5%
Berdasarkan gambar 4.8, didapatkan
nilai band gap (Eg) dari BST dengan suhu
annealing 500oC dengan pendadah 5%
adalah sebesar 3,43 eV.
Berdasarkan nilai band gap yang telah
didapat dapat dibuat tabel 4.1.
Tabel 4.1 Tabel pengaruh suhu dan persen
pendadah terhadap nilai band gap
Bandgap (eV)
Suhu (oC) 0% 5%
400 2,59 3,38
450 3,25 3,43
500 3,32 3,43
Sehingga dapat digambarkan dengan
grafik (gambar 4.9)
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
400 420 440 460 480 500 520
Suhu Annealing (oC)
Bandgap(
eV)
0%
5%
Gambar 4.9 Grafikband gap terhadap suhu
annealing.
Berdasarkan grafik di atas dapatdinyatakan bahwa band gap meningkat
seiring dengan semakin banyaknya
pendadah dan semakin besarnya suhu. Hal
ini terjadi karena pendadah yang dilakukan
pada penelitian ini merupakan pendadah
tipe-p yang akan membuat energi akseptor(Ea) didalam celah energi (band gap), dekat
diatas tepi pita valensi sehingga elektronyang ada di pita konduksi akan mampir
terlebih dahulu ke energi akseptor (Ea) yang
selanjutnya akan menuju pita valensi.
Karena elektron singgah di energi akseptor
terlebih dahulu sehingga seolah-olahmenyebabkan energi band gap yang diperlukan
semakin besar.
Peningkatan suhu juga akan memperbesar
band gap. Peningkatan band gap ini
kemungkinan karena suhu annealing yangdigunakan masih dalam tahap pembentukan
kristal, sehingga kristal yang terbentuk belum
sempurna.
Konduktivitas Listrik dan Resistansi Film
Tipis BST dan BSGT
Pengukuran nilai resistansi dan
konduktivitas listrik pada penelitian dilakukan
dalam tiga kondisi yang berbeda, yaitu gelap(0 Watt), dengan lampu 25 Watt dan dengan
lampu 100 Watt. Pengukuran dilakukan pada
temperatur ruang 27oC. Hasilnya ditunjukkan
oleh tabel 4.2, tabel 4.3, gambar 4.10, dangambar 4.11.
Tabel 4.2 Tabel pengaruh konduktivitas listrik
terhadap daya lampu, suhu annealing dan
persen pendadah.
Konduktivitas Listrik (S/m)
Suhu ; % 0 Watt 25 Watt 100 Watt
850oC; 0% 3.09x10-7 4.49x10-6 5.19x10-6
850oC; 5% 2.71x10-8 1.69x10-7 2.25x10-7
900oC; 0% 2.49x10-8 4.65x10-8 6.50x10-8
900oC; 5% 9.76x10-8 1.24x10-7 5.23x10-7
950oC; 0% 1.24x10-8 1.11x10-7 2.79x10-7
950oC; 5% 6.18x10-8 1.64x10-7 1.60x10-7
Tabel 4.3 Tabel pengaruh resistansi terhadap
daya lampu, suhu annealing dan persen
pendadah.
Resistansi ()
Suhu ; % 0 Watt 25 Watt 100 Watt
850oC; 0% 5.49x105 3.78x104 3.27x104
850oC; 5% 6.27x106 1.00 x106 7.53 x105
900oC; 0% 6.82 x106 5.36 x106 2.61 x106
900oC; 5% 1.74 x106 1.37 x106 3.25 x105
950oC; 0% 1.37 x107 1.53 x106 6.09 x105
950oC; 5% 2.75 x106 1.03 x106 1.06 x106
8/9/2019 Fotodioda Berbasis Film Tipis BST
20/38
11
0.00E+00
1.00E-06
2.00E-06
3.00E-06
4.00E-06
5.00E-06
6.00E-06
0 20 40 60 80 100 1 20
Daya Lampu (Watt)
Konduktivitas(S/m)
850oC; 0%
850oC; 5%
900oC; 0%
900oC; 5%
950oC; 0%
950oC; 5%
Gambar 4.10 Grafik konduktivitas listrik
terhadap daya lampu
-2.00E+06
0.00E+00
2.00E+06
4.00E+06
6.00E+06
8.00E+06
1.00E+07
1.20E+07
1.40E+07
1.60E+07
0 20 40 60 80 100 120
Daya Lampu (Watt)
Resistansi()
850oC; 0%
850oC; 5%
900oC; 0%
900oC; 5%
950oC; 0%
950oC; 5%
Gambar 4.11 Grafik resistansi terhadap daya
lampu
Berdasarkan data diatas semakin besar
daya lampu semakin meningkatkan nilaikonduktivitas listrik dan semakin
memperkecil nilai resistansi. Hal ini
dikarenakan ketika semakin besar daya
lampu yang digunakan untuk menyinari
persambungan p-n antara film tipis BST
dengan Si tipe-p akan mengakibatkan
semakin bayak elektron yang terdapat pada
pita valensi menuju ke pita konduksi
sehingga dengan semakin banyaknya
elektron pada pita konduksi akan
menyebabkan konduktivitas listrik semakin
besar dan sebaliknya resistansi akan semakin
kecil.
Pengaruh doping terhadap konduktivitas
listrik film tipis yaitu ketika diberi doping akan
mengakibatkan konduktivitas listrik menurun
saat suhu annealing 850oC dan konduktivitas
listrik meningkat pada suhu annealing 900oC
dan 950o
C. Penurunan konduktivitas listrik saatsuhu annealing 850oC terjadi karena kondisi
850oC tanpa pendadah merupakan kondisi yang
paling baik sehingga ketika diberi gangguan
berupa pendadah mengakibatkan konduktivitas
listriknya menurun. Peningkatan konduktivitas
listrik saat suhu annealing 900oC dan 950oC
terjadi karena pada kondisi ini ketika belum
diberi pendadah nilai konduktivitas listriknya
belum terlalu baik sehingga ketika diberi
pendadah akan meningkatkan konduktivitas
listrik film tipis tersebut.
Nilai konduktivitas listrik yang didapatkan
mempunyai orde antara 10-8 10-6 S/m, hal inidapat dikatakan bahwa film tipis yang dibuat
bersifat sebagai semikonduktor.
Karakterisasi I -V (Arus - Tegangan)
Karakterisasi I-V dilakukan dengan
menggunakan I-V meter dengan dua perlakuan:
(1) kondisi terang (dengan menggunakan dua
buah lampu dengan daya masing-masing
40 watt dan 20 watt), (2) kondisi gelap (sampel
ditutup dengan kotak hitam). Hasilnya akan
dibandingkan antara kurva I-V dalam kondisi
terang dan dalam kondisi gelap. Berikut
merupakan data yang didapatkan :
-0.0000025
-0.000002
-0.0000015
-0.000001
-0.0000005
0
0.0000005
0.000001
0.0000015
0.000002
0.0000025
0.000003
-6 -4 -2 0 2 4 6
Tegangan (V)
Arus(A)
Gelap
Terang
Vknee= 1.4 V
Vknee= 1.3 V
Gambar 4.12 Kurva I-V pada suhu annealing 850oC
dan tanpa pendadah
-7.00E-07
-6.00E-07
-5.00E-07
-4.00E-07
-3.00E-07
-2.00E-07
-1.00E-07
0.00E+00
1.00E-07
2.00E-07
3.00E-07
-6 -4 -2 0 2 4
Tegangan (V)
Arus(A Gelap
Terang
Vknee=1.5 V
Vknee=1.7 V
Gambar 4.13 Kurva I-V pada suhu annealing 850oC
dengan pendadah 5%
8/9/2019 Fotodioda Berbasis Film Tipis BST
21/38
12
-0.000001
-0.0000005
0
0.0000005
0.000001
0.0000015
0.000002
-6 -4 -2 0 2 4 6
Tegangan (V)
Arus(A Gelap
Terang
Vknee=1.8 V
Vknee=1.9 V
Gambar 4.14 Kurva I-V pada suhu annealing
900oC dan tanpa pendadah
-4.00E-07
-2.00E-070.00E+00
2.00E-07
4.00E-07
6.00E-07
8.00E-07
1.00E-06
1.20E-06
1.40E-06
-6 -4 -2 0 2 4 6
Tegangan (V)
Arus(A Gelap
Terang
Vknee=3.0 V
Vknee=3.4 V
Gambar 4.15 Kurva I-V pada suhu annealing
900oC dengan pendadah 5%
-2.50E-07-2.00E-07
-1.50E-07
-1.00E-07
-5.00E-08
0.00E+00
5.00E-08
1.00E-07
1.50E-07
2.00E-07
2.50E-07
-6 -4 -2 0 2 4 6
Tegangan (V)
Arus(A)
Gelap
Terang
Vknee= 1.5 V
Vknee= 1.7 V
Gambar 4.16 Kurva I-V pada suhu annealing
950oC dan tanpa pendadah
-0.0000002
-0.00000015
-0.0000001
-0.00000005
0
0.00000005
0.0000001
0.00000015
0.0000002
-6 -4 -2 0 2 4 6
Tegangan (V)
Arus(A)
Gelap
Terang
Vknee=1.6 V
Vknee=1.7 V
Gambar 4.17 Kurva I-V pada suhu annealing
950oC dengan pendadah 5%
Data yang didapat, yaitu :
a. Pada suhu 850oC tanpa pendadahtegangan knee pada kondisi gelap
sebesar 1.4 V dan kondisi terang
sebesar 1.3 V.
b. Pada suhu 850oC dengan pendadah5% tegangan knee pada kondisi
gelap sebesar 1.5 V dan kondisiterang sebesar 1.7 V.
c. Pada suhu 900oC tanpa pendadahtegangan knee pada kondisi gelap
sebesar 1.8 V dan kondisi terangsebesar 1.9 V.
d. Pada suhu 900oC dengan pendadah 5%
tegangan knee pada kondisi gelapsebesar 3.0 V dan kondisi terang
sebesar 3.4 V.
e. Pada suhu 950oC tanpa pendadahtegangan knee pada kondisi gelap
sebesar 1.5 V dan kondisi terang
sebesar 1.7 V.
f. Pada suhu 950oC dengan pendadah 5%tegangan knee pada kondisi gelap
sebesar 1.6V dan kondisi terang
sebesar 1.7V.
Berdasarkan data yang didapat, dapat
ternyata berbentuk kurvanya seperti kurva dioda
dan ada perubahan tegangan knee ketika dalamkondisi terang dan gelap. Karena adanya
perubahan nilai ini, maka film BST dan BSGT
yang dibuat ini memiliki sifat fotodioda.
Perbedaan kondisi terang dan gelap
mempengaruhi besar tegangan knee dari
masing-masing sampel. Ketika terang, hampir
disemua sampel memiliki tegangan knee yang
lebih besar daripada pada kondisi gelap. Hal ini
kemungkinan terjadi karena fotodioda adalah
suatu alat yang dibuat untuk berfungsi paling
baik berdasarkan kepekaan terhadap cahaya
sehingga cahaya yang datang menghasilkan
elektron dan hole. Makin kuat cahayanya makinbanyak pembawa minoritas dan makin besar
arus baliknya.
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Telah berhasil ditumbuhkan film tipis
Ba0,75Sr0,25TiO3 (BST) murni dan BST yang
didadah galium (BSGT) di atas substrat Sitipe-p dengan menggunakan metode chemical
solution deposition (CSD). Film tipis BST dan
BSGT merupakan bahan semikonduktor karena
mempunyai nilai konduktivitas listrik antara10-6 - 10-8 S/m dan bandgap sebesar
2,59 - 3,43 eV.
Konduktivitas listrik film tipis akan semakin
besar apabila intensitas penerangan lampusemakin tinggi.
Film tipis Ba0,75Sr0,25TiO3 (BST) dan BSGT
yang telah ditumbuhi di atas Si tipe-p dapat
berfungsi sebagai fotodioda.
8/9/2019 Fotodioda Berbasis Film Tipis BST
22/38
13
Saran
Diharapkan pada penelitian selanjutnya
agar lebih diperhatikan saat pemasanganindium diatas kontak agar dalam proses
pengukuran sifat listrk lebih stabil nilai
keluarannya dan dalam pengukuran sifatoptiknya sebaiknya gunakan lampu dengan
panjang gelombang 300 nm sesuai dengan
nilai panjang gelombang optimum yangdidapatkan.
DAFTAR PUSTAKA
A. Beiser. Konsep Fisika Modern. Erlangga,(1992).
A. Gahr and D. Koppenkastrop. UV/VIS
Measurement of Load, SludgeCharacterictics and Toxicity. STIP
Isco GmbH, 64823 Gro-Umstadt,
Siemenstrasse 2, Germany.
A. P. Malvino. Prinsip Elektronika. Jakarta,
Salemba Teknika, (2003).
Azizahwati. Studi Morfologi Permukaan
Film Tipis Pb0,525 Zr0,475 TiO3 yang
Ditumbuhkan dengan Metode DC
Unbalanced Magnetron Sputtering.
Universitas Riau, 5 (1), 50-56 (2002).
B. G. Yacobi. Semiconductor Materials:
An Introduction to Basic Principles.
University of Toronto, Toronto,
Ontario, Canada, (2003).
C. Kugeler and R.Wiedenbruck. Integrationof Ferroelectric Thin Films into
Silicon Based Microsystems, (2006).
HIOKI, 3522-50/3532-50 LCR HiTESTER.
Componenet Measuring Instrument,
(2001).
http://en.wikipedia.org/wiki/Photoconductivi
ty.
http://www.answers.com/topic/photoconduct
ivity?cat=technology.
Irzaman, Y.Darvina, A Fuad, P.Arifin,
M.Budiman and M Barmawi.
Physical and Pyroelectric properties
of Tantalum-oxide doped lead
Zirconium titanate
[Pb0,995O(Zr0,525Ti0,465Ta0,010)O3] Thin
Film and Their Application for IR
Sensor, phys, stat, sol (a), 199, no.3.416-424,9 (2003).
J. L. Wilson, Y. W. Kang, A. Fathy.
Investigation of Using Ferrolectric
Materials in High Power Fast RF PhaseShifters for RF Vector Modulation.
Edinburg, Scotland, 3248-3250 (2006).
L. B. Kong, L. Yan, K. B. Chong, C. Y. Tan, L.
F. Chen and C. K. Ong. Pulsed Laser
Deposition of LaAlO3 Ba0.5Sr0.5 TiO3
Thin Films for Tunable Device
Applications. Temasek Laboratories,
National University of Singapore, 1-19.
M. A. Omar. Elementary Solid States Physics;
Principles and Applications. Addison-
Wesley publishing Company, Reading,Massachusetts, (1974).
M. M. Grady, A. Morlok, C. D. Fernandes, and
D. Johnson. Spectroscopy of Stardust
from 200nm to 16m (with a Gap in theMiddle). Planetary and Space Sciences
Research Institute, The Open University,
Walton Hall, MK7 6AA, UK, (2006).
Munasir. Semikonduktor. Bagian Proyek
Pengembangan Kurikulum, Direktorat
Pendidikan Menengah Kejuruan,
Direktorat Jenderal Pendidikan Dasardan Menegah, Departemen Pendidikan
Nasional, (2004).
N. V. Giridharan, R. Jayavel, and P.
Ramasamy. Structural, Morphological
and Electrical Studies on Barium
Strontium Titanate Thin Films Prepared
by Sol-Gel Technique. Crystal Growth
Centre, Anna University, Chennai, India,
36 (1), 65-72 (2001).
R. W. Schwartz. Chemical Solution Deposition
of Perovskite Thin Films. Department ofCeramic and Materials Engineering,
Clemson University, Clemson, South
Carolina 29634-0907, 9 (11), 2325-2340
(1997).
S. M. Sze. Physics of Semiconductor Devices,
John Wiley & Sons Inc, United States of
America, (2007).
Yoon, S.G. and Safari, A. Thin Solid Films.
254, 211 (1995).
http://en.wikipedia.org/wiki/Photoconductivityhttp://en.wikipedia.org/wiki/Photoconductivityhttp://en.wikipedia.org/wiki/Photoconductivityhttp://en.wikipedia.org/wiki/Photoconductivity8/9/2019 Fotodioda Berbasis Film Tipis BST
23/38
14
Lampiran 1
Diagram Alir Penelitian
Precursor BSGT 5%Precursor BST
Spin Coating
Annealing
Barium asetat[Ba(CH3COO)2, 99%]
Stronsium asetat[Sr(CH3COO)2, 99%]
2-metoksietanol[H3COOCH2CH2OH, 99%]
Titanium isopropoksida[Ti(C12O4H28), 99.99%]
BST
Dipanaskan
Disaring
Direaksikan (dikocok)
Film tipis BST Film tipis BGST 5%
Konduktivitas listrikdan Resistansi
Dengan LCR Meter
UV-VIS untuk mencariBandgapKurva I-V Karakterisasi
Buat Kontak Al
BSGT 5%
Galium Oksida(Ga2O3), 5%
8/9/2019 Fotodioda Berbasis Film Tipis BST
24/38
15
Lampiran 2
Skema Pengukuran
1. Karakterisasi UV-VIS
Alat yang digunakan : GENESYS 10 UV-Visible spectrophotometers.
Skema Pengukuran :
Cara pegukuran :1. Hidupkan alat spektrofotometer UV-VIS2. Pasang sampel yang telah dibuat pada posisi yang ditunjukkan oleh gambar di atas3. Set konfigurasi alat (alat ini hanya dapat digunakan untuk panjang gelombang
190 - 1100 nm). Gunakan konfigurasi untuk pengukuran nilai absorbansi. Atur dengan
range pengukuran kelipatan 2nm dari 100nm yang diinginkan. Misalnya kita akanmencari kurva absorbansi dari 200-300nm dengan rentang 2nm, maka nanti data yang
didapat adalah data saat panjang gelombang 200, 202, 204,300nm.
4. Catat hasil yang didapat dan lanjutkan ke 100nm panjang gelombang berikutnya
Posisi Sampel yang dibuat
8/9/2019 Fotodioda Berbasis Film Tipis BST
25/38
16
2. Karakterisasi Konduktivitas Listrik
Alat yang digunakan : LCR meter tipeHIOKI 3522-50 LCR HiTESTER
Skema Pengukuran :
Cara Pengukuran :
1. Hidupkan alat LCR meter2. Sambungkan kabel ke kaki 1-3, 1-4, 2-3 dan 2-43. Catat hasil yang tampak pada monitor LCR meter (cari nilai yang terbaik diantara empat
kombinasi sambungan kabel)
8/9/2019 Fotodioda Berbasis Film Tipis BST
26/38
17
3. Karakterisasi I-V
Alat yang digunakan : Keithley's SourceMeter family model 2400
Skema pengukuran :
Cara pengukuran :1. Hubungkan alat I-V meter dengan komputer.
2. Hidupkan komputer dan I-V meter.3. Buka software dari komputer untuk membaca data dari I-V meter4. Sambungkan kabel pada I-V meter ke kaki 1-3, 1-4, 2-3 dan 2-4 sampel5. Atur konfigurasi pada software untuk pengukuran I-V6. Lihat hasilnya (perhitungan dilakukan dalam dua kondisi, yaitu kondisi gelap dan terang)
dan amati perbedaaan pada kondisi terang dan gelap
7. Simpan datanya.
8/9/2019 Fotodioda Berbasis Film Tipis BST
27/38
18
Lampiran 3
Data I-V Meter
1. Suhu annealing 850oC dan tanpa pendadah
Gelap
Voltage (V) Current (A) Voltage (V) Current (A) Voltage (V) Current (A)
-5 -2.16E-06 -0.7 -3.79E-10 3.4 7.872E-07
-4.9 -1.97E-06 -0.6 -1.94E-10 3.5 8.068E-07
-4.8 -1.97E-06 -0.5 -1.29E-10 3.6 8.464E-07
-4.7 -1.9E-06 -0.4 -7.67E-11 3.7 9.024E-07
-4.6 -1.61E-06 -0.3 -2.55E-11 3.8 9.11E-07
-4.5 -1.51E-06 -0.2 -7.32E-12 3.9 9.671E-07
-4.4 -1.5E-06 -0.1 8.375E-12 4 9.727E-07
-4.3 -1.38E-06 -1.03E-15 1.829E-11 4.1 1.032E-06
-4.2 -1.05E-06 0.1 3.344E-11 4.2 1.058E-06-4.1 -1.05E-06 0 6.867E-11 4.3 1.108E-06
-4 -1.05E-06 0.1 7.12E-11 4.4 1.109E-06
-3.9 -1E-06 0.2 4.744E-10 4.5 1.316E-06
-3.8 -9.63E-07 0.3 9.457E-10 4.6 1.363E-06
-3.7 -9.4E-07 0.4 1.637E-09 4.7 1.47E-06
-3.6 -8.09E-07 0.5 2.96E-09 4.8 1.56E-06
-3.5 -6.87E-07 0.6 5.256E-09 4.9 1.627E-06
-3.4 -6.66E-07 0.7 9.434E-09 5 1.723E-06
-3.3 -6.34E-07 0.8 1.433E-08 5.1 1.864E-06
-3.2 -5.84E-07 0.9 2.171E-08
-3.1 -5.32E-07 1 2.927E-08
-3 -4.75E-07 1.1 3.913E-08
-2.9 -4.7E-07 1.2 5.184E-08
-2.8 -4.08E-07 1.3 6.395E-08
-2.7 -3.9E-07 1.4 7.976E-08
-2.6 -3.73E-07 1.5 9.149E-08
-2.5 -3.7E-07 1.6 1.153E-07
-2.4 -2.94E-07 1.7 1.332E-07
-2.3 -2.78E-07 1.8 1.563E-07
-2.2 -1.78E-07 1.9 1.804E-07
-2.1 -6.48E-08 2 2.026E-07
-2 -2.89E-08 2.1 2.197E-07
-1.9 -2.5E-08 2.2 2.559E-07
-1.8 -2.41E-08 2.3 2.755E-07
-1.7 -2.12E-08 2.4 3.012E-07
-1.6 -1.88E-08 2.5 3.449E-07
-1.5 -1.6E-08 2.6 3.929E-07
-1.4 -9.95E-09 2.7 4.049E-07
-1.3 -8.32E-09 2.8 4.735E-07
-1.2 -7.27E-09 2.9 5.324E-07
-1.1 -2.95E-09 3 5.671E-07
-1 -2.84E-09 3.1 6.203E-07
-0.9 -2.41E-09 3.2 6.598E-07
-0.8 -7.52E-10 3.3 7.14E-07
8/9/2019 Fotodioda Berbasis Film Tipis BST
28/38
19
Terang
Voltage (V) Current (A) Voltage (V) Current (A) Voltage (V) Current (A)
-5 -2.12E-06 -0.7 -4.21E-08 3.4 1.041E-06
-4.9 -2.07E-06 -0.6 -2.87E-08 3.5 1.048E-06
-4.8 -1.88E-06 -0.5 -2.36E-08 3.6 1.066E-06-4.7 -1.83E-06 -0.4 -1.74E-08 3.7 1.221E-06
-4.6 -1.78E-06 -0.3 -1.09E-08 3.8 1.327E-06
-4.5 -1.67E-06 -0.2 -4.51E-09 3.9 1.331E-06
-4.4 -1.59E-06 -0.1 -1.4E-09 4 1.431E-06
-4.3 -1.44E-06 -1.03E-15 -5.9E-10 4.1 1.546E-06
-4.2 -1.17E-06 0.1 -2.95E-10 4.2 1.612E-06
-4.1 -1.05E-06 0 5.423E-11 4.3 1.711E-06
-4 -1.05E-06 0.1 1.238E-10 4.4 1.772E-06
-3.9 -1.05E-06 0.2 5.369E-10 4.5 1.867E-06
-3.8 -1.04E-06 0.3 9.564E-10 4.6 1.98E-06
-3.7 -9.54E-07 0.4 1.918E-09 4.7 2.04E-06
-3.6 -8.51E-07 0.5 4.227E-09 4.8 2.181E-06
-3.5 -7.97E-07 0.6 8.609E-09 4.9 2.299E-06
-3.4 -7.61E-07 0.7 1.425E-08 5 2.327E-06
-3.3 -6.71E-07 0.8 2.224E-08 5.1 2.351E-06
-3.2 -6.18E-07 0.9 3.372E-08
-3.1 -5.67E-07 1 4.126E-08
-3 -5.1E-07 1.1 5.535E-08
-2.9 -4.33E-07 1.2 6.835E-08
-2.8 -4.04E-07 1.3 9.004E-08
-2.7 -3.63E-07 1.4 1.11E-07
-2.6 -3.41E-07 1.5 1.35E-07
-2.5 -3.38E-07 1.6 1.589E-07
-2.4 -3.01E-07 1.7 1.815E-07
-2.3 -2.92E-07 1.8 2.095E-07
-2.2 -2.83E-07 1.9 2.491E-07
-2.1 -2.49E-07 2 2.715E-07
-2 -2.22E-07 2.1 3.066E-07
-1.9 -2.02E-07 2.2 3.545E-07
-1.8 -1.93E-07 2.3 3.948E-07
-1.7 -1.69E-07 2.4 4.521E-07
-1.6 -1.53E-07 2.5 4.832E-07
-1.5 -1.51E-07 2.6 5.251E-07
-1.4 -1.29E-07 2.7 5.669E-07-1.3 -1.11E-07 2.8 6.763E-07
-1.2 -9.59E-08 2.9 7.063E-07
-1.1 -7.63E-08 3 7.756E-07
-1 -6.32E-08 3.1 7.912E-07
-0.9 -5.99E-08 3.2 8.77E-07
-0.8 -4.68E-08 3.3 9.86E-07
8/9/2019 Fotodioda Berbasis Film Tipis BST
29/38
20
2. Suhu annealing 850oC dengan pendadah galium 5%
Gelap
Voltage (V) Current (A) Voltage (V) Current (A) Voltage (V) Current (A)
-5 -5.00E-07 -0.7 -1.76E-09 3.6 1.60E-07
-4.9 -2.68E-07 -0.6 -2.10E-09 3.7 1.64E-07
-4.8 -2.52E-07 -0.5 -5.78E-09 3.8 2.07E-07
-4.7 -2.29E-07 -0.4 -1.34E-09 3.9 2.21E-07
-4.6 -2.34E-07 -0.3 -5.59E-10 4 2.60E-07
-4.5 -1.79E-07 -0.2 -3.36E-10 4.1 2.51E-07
-4.4 -1.83E-07 -0.1 -2.93E-10 4.2 2.86E-07
-4.3 -1.31E-07 -1.03E-15 -7.44E-11 4.3 2.77E-07
-4.2 -1.27E-07 0.1 3.50E-11 4.4 2.97E-07
-4.1 -1.11E-07 0.2 1.63E-10 4.5 2.72E-07
-4 -1.32E-07 0.3 2.80E-10 4.6 2.92E-07
-3.9 -1.11E-07 0.4 4.73E-10 4.7 2.84E-07
-3.8 -8.71E-08 0.5 7.80E-10 4.8 2.72E-07
-3.7 -8.55E-08 0.6 1.31E-09 4.9 2.19E-07
-3.6 -7.27E-08 0.7 1.72E-09 5 2.33E-07
-3.5 -6.34E-08 0.8 3.17E-09 5.1 2.33E-07
-3.4 -5.25E-08 0.9 5.19E-09
-3.3 -5.96E-08 1 6.64E-09
-3.2 -4.39E-08 1.1 7.98E-09
-3.1 -4.62E-08 1.2 1.12E-08
-3 -3.43E-08 1.3 1.30E-08
-2.9 -3.16E-08 1.4 1.59E-08
-2.8 -2.52E-08 1.5 1.99E-08
-2.7 -2.45E-08 1.6 2.40E-08-2.6 -2.22E-08 1.7 2.62E-08
-2.5 -1.62E-08 1.8 3.28E-08
-2.4 -1.41E-08 1.9 3.91E-08
-2.3 -1.06E-08 2 3.78E-08
-2.2 -9.97E-09 2.1 4.55E-08
-2.1 -8.89E-09 2.2 5.03E-08
-2 -7.57E-09 2.3 5.63E-08
-1.9 -6.82E-09 2.4 5.87E-08
-1.8 -5.30E-09 2.5 6.65E-08
-1.7 -5.10E-09 2.6 7.30E-08
-1.6 -4.39E-09 2.7 9.28E-08-1.5 -4.15E-09 2.8 9.17E-08
-1.4 -3.61E-09 2.9 1.16E-07
-1.3 -3.82E-09 3 1.17E-07
-1.2 -2.99E-09 3.1 1.55E-07
-1.1 -3.06E-09 3.2 1.61E-07
-1 -2.50E-09 3.3 1.65E-07
-0.9 -2.23E-09 3.4 1.45E-07
-0.8 -1.68E-09 3.5 1.40E-07
8/9/2019 Fotodioda Berbasis Film Tipis BST
30/38
21
Terang
Voltage (V) Current (A) Voltage (V) Current (A) Voltage (V) Current (A)
-5 -5.73E-07 -0.7 -1.09E-09 3.6 2.93E-07
-4.9 -4.14E-07 -0.6 -9.13E-10 3.7 2.90E-07
-4.8 -3.49E-07 -0.5 -6.79E-10 3.8 2.47E-07-4.7 -2.25E-07 -0.4 -4.14E-10 3.9 2.58E-07
-4.6 -1.96E-07 -0.3 -3.40E-10 4 4.24E-07
-4.5 -2.02E-07 -0.2 -3.65E-10 4.1 5.07E-07
-4.4 -2.00E-07 -0.1 -2.29E-10 4.2 4.24E-07
-4.3 -1.60E-07 -1.03E-15 -1.53E-10 4.3 5.00E-07
-4.2 -1.58E-07 0.1 -1.05E-11 4.4 4.79E-07
-4.1 -1.21E-07 0.2 1.54E-10 4.5 5.63E-07
-4 -1.03E-07 0.3 3.76E-10 4.6 5.99E-07
-3.9 -9.16E-08 0.4 4.22E-10 4.7 5.32E-07
-3.8 -8.77E-08 0.5 6.39E-10 4.8 5.19E-07
-3.7 -7.98E-08 0.6 9.91E-10 4.9 5.36E-07
-3.6 -7.31E-08 0.7 2.12E-09 5 4.99E-07
-3.5 -6.40E-08 0.8 2.84E-09 5.1 4.48E-07
-3.4 -5.76E-08 0.9 4.02E-09
-3.3 -5.69E-08 1 5.17E-09
-3.2 -4.31E-08 1.1 7.04E-09
-3.1 -3.99E-08 1.2 9.66E-09
-3 -3.33E-08 1.3 1.21E-08
-2.9 -3.12E-08 1.4 1.69E-08
-2.8 -2.69E-08 1.5 1.76E-08
-2.7 -2.20E-08 1.6 2.34E-08
-2.6 -1.93E-08 1.7 2.86E-08
-2.5 -1.81E-08 1.8 3.02E-08
-2.4 -1.48E-08 1.9 3.36E-08
-2.3 -1.45E-08 2 3.85E-08
-2.2 -1.11E-08 2.1 5.66E-08
-2.1 -9.20E-09 2.2 6.30E-08
-2 -7.98E-09 2.3 7.88E-08
-1.9 -7.59E-09 2.4 8.12E-08
-1.8 -6.45E-09 2.5 9.63E-08
-1.7 -5.30E-09 2.6 8.72E-08
-1.6 -4.52E-09 2.7 1.12E-07
-1.5 -3.65E-09 2.8 1.20E-07
-1.4 -3.26E-09 2.9 1.30E-07-1.3 -3.25E-09 3 1.08E-07
-1.2 -2.78E-09 3.1 1.37E-07
-1.1 -2.31E-09 3.2 1.64E-07
-1 -2.02E-09 3.3 1.80E-07
-0.9 -1.48E-09 3.4 2.33E-07
-0.8 -1.19E-09 3.5 2.56E-07
8/9/2019 Fotodioda Berbasis Film Tipis BST
31/38
22
3. Suhu annealing 900oC dan tanpa pendadah
Gelap
Voltage (V) Current (A) Voltage (V) Current (A) Voltage (V) Current (A)
-5 -6.6E-07 -0.7 -1.15E-08 3.6 2.949E-07
-4.9 -6.39E-07 -0.6 -8.72E-09 3.7 3.401E-07
-4.8 -6.27E-07 -0.5 -7.42E-09 3.8 3.512E-07
-4.7 -5.17E-07 -0.4 -5.31E-09 3.9 4.02E-07
-4.6 -5.09E-07 -0.3 -4.16E-09 4.0 4.888E-07
-4.5 -4.82E-07 -0.2 -2.73E-09 4.1 5.212E-07
-4.4 -4.25E-07 -0.1 -1.67E-09 4.2 6.36E-07
-4.3 -4.16E-07 -1.03E-15 -6.98E-10 4.3 6.879E-07
-4.2 -4.15E-07 0.1 4.205E-11 4.4 7.58E-07
-4.1 -3.4E-07 0.2 8.615E-10 4.5 7.821E-07
-4.0 -3.28E-07 0.3 1.742E-09 4.6 7.985E-07
-3.9 -3E-07 0.4 2.318E-09 4.7 8.317E-07
-3.8 -2.78E-07 0.5 3.493E-09 4.8 8.622E-07
-3.7 -2.73E-07 0.6 4.143E-09 4.9 9.305E-07
-3.6 -2.24E-07 0.7 5.094E-09 5 1.309E-06
-3.5 -2.16E-07 0.8 7.002E-09 5.1 1.454E-06
-3.4 -2.06E-07 0.9 9.248E-09
-3.3 -1.9E-07 1.0 1.206E-08
-3.2 -1.84E-07 1.1 1.306E-08
-3.1 -1.69E-07 1.2 1.561E-08
-3.0 -1.66E-07 1.3 2.032E-08
-2.9 -1.57E-07 1.4 2.393E-08
-2.8 -1.36E-07 1.5 2.829E-08
-2.7 -1.16E-07 1.6 3.195E-08-2.6 -9.84E-08 1.7 3.874E-08
-2.5 -9.05E-08 1.8 4.001E-08
-2.4 -8.33E-08 1.9 5.905E-08
-2.3 -8.32E-08 2 6.36E-08
-2.2 -7.8E-08 2.1 6.657E-08
-2.1 -7.47E-08 2.2 8.937E-08
-2.0 -7.17E-08 2.3 9.174E-08
-1.9 -6.52E-08 2.4 1.087E-07
-1.8 -5.59E-08 2.5 1.148E-07
-1.7 -5.25E-08 2.6 1.296E-07
-1.6 -4.41E-08 2.7 1.348E-07-1.5 -4.14E-08 2.8 1.519E-07
-1.4 -3.89E-08 2.9 1.625E-07
-1.3 -3.3E-08 3.0 1.76E-07
-1.2 -2.73E-08 3.1 1.899E-07
-1.1 -2.33E-08 3.2 2.124E-07
-1.0 -1.94E-08 3.3 2.316E-07
-0.9 -1.65E-08 3.4 2.388E-07
-0.8 -1.34E-08 3.5 2.864E-07
8/9/2019 Fotodioda Berbasis Film Tipis BST
32/38
23
Terang
Voltage (V) Current (A) Voltage (V) Current (A) Voltage (V) Current (A)
-5 -6.16E-07 -0.7 -8.65E-09 3.6 3.31E-07
-4.9 -5.8E-07 -0.6 -7.1E-09 3.7 3.381E-07
-4.8 -5.49E-07 -0.5 -5.04E-09 3.8 3.91E-07-4.7 -5.08E-07 -0.4 -3.79E-09 3.9 4.404E-07
-4.6 -4.88E-07 -0.3 -3.12E-09 4 4.493E-07
-4.5 -4.42E-07 -0.2 -1.76E-09 4.1 4.594E-07
-4.4 -4.24E-07 -0.1 -1.25E-09 4.2 5.818E-07
-4.3 -3.66E-07 -1.03E-15 -4.68E-10 4.3 6.018E-07
-4.2 -3.59E-07 0.1 2.61E-11 4.4 6.842E-07
-4.1 -3.57E-07 0.2 7.206E-10 4.5 7.086E-07
-4 -3.47E-07 0.3 9.724E-10 4.6 7.385E-07
-3.9 -3.22E-07 0.4 1.522E-09 4.7 8.284E-07
-3.8 -2.88E-07 0.5 2.855E-09 4.8 9.095E-07
-3.7 -2.73E-07 0.6 2.984E-09 4.9 9.898E-07
-3.6 -2.69E-07 0.7 3.91E-09 5 1.214E-06
-3.5 -2.54E-07 0.8 4.808E-09 5.1 1.599E-06
-3.4 -2.49E-07 0.9 6.268E-09
-3.3 -2.17E-07 1 8.24E-09
-3.2 -2.13E-07 1.1 9.536E-09
-3.1 -1.93E-07 1.2 1.344E-08
-3 -1.91E-07 1.3 1.488E-08
-2.9 -1.81E-07 1.4 2.007E-08
-2.8 -1.63E-07 1.5 2.452E-08
-2.7 -1.46E-07 1.6 3.037E-08
-2.6 -1.4E-07 1.7 3.2E-08
-2.5 -1.24E-07 1.8 4.146E-08
-2.4 -1.21E-07 1.9 5.183E-08
-2.3 -1.04E-07 2 5.831E-08
-2.2 -9.8E-08 2.1 6.766E-08
-2.1 -9.34E-08 2.2 7.909E-08
-2 -7.99E-08 2.3 8.943E-08
-1.9 -6.85E-08 2.4 9.413E-08
-1.8 -6.49E-08 2.5 9.618E-08
-1.7 -5.43E-08 2.6 1.093E-07
-1.6 -4.88E-08 2.7 1.419E-07
-1.5 -4.34E-08 2.8 1.488E-07
-1.4 -3.68E-08 2.9 1.607E-07-1.3 -3E-08 3 1.609E-07
-1.2 -2.43E-08 3.1 1.903E-07
-1.1 -2.06E-08 3.2 2.173E-07
-1 -1.72E-08 3.3 2.219E-07
-0.9 -1.39E-08 3.4 2.658E-07
-0.8 -1.1E-08 3.5 2.981E-07
8/9/2019 Fotodioda Berbasis Film Tipis BST
33/38
24
4. Suhu annealing 900oC dengan pendadah galium 5%
Gelap
Voltage (V) Current (A) Voltage (V) Current (A) Voltage (V) Current (A)
-5 -2.75E-07 -0.7 -2.48E-09 3.6 7.46E-08
-4.9 -1.80E-07 -0.6 -1.69E-09 3.7 7.57E-08
-4.8 -2.12E-07 -0.5 -1.30E-09 3.8 7.94E-08
-4.7 -1.82E-07 -0.4 -1.39E-09 3.9 1.26E-07
-4.6 -1.64E-07 -0.3 -1.45E-09 4 1.23E-07
-4.5 -1.16E-07 -0.2 -1.12E-09 4.1 2.23E-07
-4.4 -1.14E-07 -0.1 -5.50E-10 4.2 1.66E-07
-4.3 -1.12E-07 -1.03E-15 -5.49E-11 4.3 2.50E-07
-4.2 -1.07E-07 0.1 5.26E-10 4.4 2.08E-07
-4.1 -8.73E-08 0.2 8.78E-10 4.5 3.78E-07
-4 -7.10E-08 0.3 9.05E-10 4.6 4.44E-07
-3.9 -6.51E-08 0.4 1.67E-09 4.7 6.00E-07
-3.8 -5.19E-08 0.5 1.82E-09 4.8 6.63E-07
-3.7 -4.64E-08 0.6 1.97E-09 4.9 7.55E-07
-3.6 -4.39E-08 0.7 2.50E-09 5 8.58E-07
-3.5 -3.70E-08 0.8 2.82E-09 5.1 1.21E-06
-3.4 -3.14E-08 0.9 3.14E-09
-3.3 -2.56E-08 1 3.37E-09
-3.2 -2.32E-08 1.1 4.78E-09
-3.1 -2.16E-08 1.2 4.40E-09
-3 -1.78E-08 1.3 3.46E-09
-2.9 -1.73E-08 1.4 4.49E-09
-2.8 -1.48E-08 1.5 5.48E-09
-2.7 -1.53E-08 1.6 7.08E-09-2.6 -1.42E-08 1.7 8.46E-09
-2.5 -1.29E-08 1.8 9.28E-09
-2.4 -1.13E-08 1.9 1.01E-08
-2.3 -1.03E-08 2 1.10E-08
-2.2 -8.92E-09 2.1 1.02E-08
-2.1 -7.36E-09 2.2 1.49E-08
-2 -7.64E-09 2.3 1.48E-08
-1.9 -6.82E-09 2.4 1.58E-08
-1.8 -6.06E-09 2.5 1.85E-08
-1.7 -5.04E-09 2.6 2.00E-08
-1.6 -4.56E-09 2.7 2.61E-08-1.5 -4.93E-09 2.8 2.79E-08
-1.4 -3.84E-09 2.9 3.50E-08
-1.3 -4.91E-09 3 4.27E-08
-1.2 -3.35E-09 3.1 4.68E-08
-1.1 -3.62E-09 3.2 5.89E-08
-1 -3.30E-09 3.3 8.17E-08
-0.9 -2.75E-09 3.4 7.21E-08
-0.8 -2.51E-09 3.5 6.21E-08
8/9/2019 Fotodioda Berbasis Film Tipis BST
34/38
8/9/2019 Fotodioda Berbasis Film Tipis BST
35/38
26
5. Suhu annealing 950oC dan tanpa pendadah
Gelap
Voltage (V) Current (A) Voltage (V) Current (A) Voltage (V) Current (A)
-5 -2.13E-07 -0.7 -1.20E-09 3.6 1.34E-07
-4.9 -2.08E-07 -0.6 -1.01E-09 3.7 1.50E-07
-4.8 -2.16E-07 -0.5 -8.40E-10 3.8 1.41E-07
-4.7 -1.96E-07 -0.4 -6.48E-10 3.9 1.51E-07
-4.6 -1.85E-07 -0.3 -4.79E-10 4 1.51E-07
-4.5 -1.89E-07 -0.2 -3.54E-10 4.1 1.61E-07
-4.4 -1.66E-07 -0.1 -2.09E-10 4.2 1.56E-07
-4.3 -1.76E-07 -1.03E-15 -9.36E-11 4.3 1.81E-07
-4.2 -1.56E-07 0.1 2.94E-11 4.4 1.79E-07
-4.1 -1.46E-07 0.2 2.13E-10 4.5 1.93E-07
-4 -1.67E-07 0.3 3.40E-10 4.6 1.79E-07
-3.9 -1.67E-07 0.4 4.96E-10 4.7 1.86E-07
-3.8 -1.54E-07 0.5 6.74E-10 4.8 2.20E-07
-3.7 -1.41E-07 0.6 9.32E-10 4.9 1.88E-07
-3.6 -1.36E-07 0.7 1.12E-09 5 2.09E-07
-3.5 -1.19E-07 0.8 1.35E-09 5.1 2.26E-07
-3.4 -1.10E-07 0.9 1.89E-09
-3.3 -1.17E-07 1 2.28E-09
-3.2 -1.07E-07 1.1 3.49E-09
-3.1 -1.10E-07 1.2 5.05E-09
-3 -8.82E-08 1.3 6.16E-09
-2.9 -7.58E-08 1.4 6.40E-09
-2.8 -6.64E-08 1.5 1.62E-08
-2.7 -7.49E-08 1.6 1.36E-08-2.6 -6.72E-08 1.7 1.61E-08
-2.5 -6.20E-08 1.8 3.26E-08
-2.4 -3.53E-08 1.9 2.06E-08
-2.3 -3.49E-08 2 2.41E-08
-2.2 -2.38E-08 2.1 2.90E-08
-2.1 -2.11E-08 2.2 4.02E-08
-2 -2.26E-08 2.3 6.22E-08
-1.9 -1.74E-08 2.4 4.77E-08
-1.8 -1.03E-08 2.5 4.49E-08
-1.7 -1.04E-08 2.6 6.16E-08
-1.6 -7.42E-09 2.7 7.20E-08-1.5 -5.27E-09 2.8 8.41E-08
-1.4 -5.19E-09 2.9 9.12E-08
-1.3 -2.73E-09 3 8.43E-08
-1.2 -2.61E-09 3.1 7.98E-08
-1.1 -2.23E-09 3.2 1.03E-07
-1 -2.00E-09 3.3 1.20E-07
-0.9 -1.82E-09 3.4 1.14E-07
-0.8 -1.44E-09 3.5 1.23E-07
8/9/2019 Fotodioda Berbasis Film Tipis BST
36/38
27
Terang
Voltage (V) Current (A) Voltage (V) Current (A) Voltage (V) Current (A)
-5 -1.84E-07 -0.7 -1.97E-09 3.6 9.62E-08
-4.9 -1.64E-07 -0.6 -9.87E-10 3.7 1.48E-07
-4.8 -1.76E-07 -0.5 -8.74E-10 3.8 1.15E-07-4.7 -1.73E-07 -0.4 -6.92E-10 3.9 1.24E-07
-4.6 -1.58E-07 -0.3 -5.49E-10 4 1.52E-07
-4.5 -1.24E-07 -0.2 -3.83E-10 4.1 1.64E-07
-4.4 -1.60E-07 -0.1 -2.31E-10 4.2 1.48E-07
-4.3 -1.69E-07 -1.03E-15 -8.47E-11 4.3 1.75E-07
-4.2 -1.54E-07 0.1 -8.94E-12 4.4 1.63E-07
-4.1 -1.41E-07 0.2 3.10E-10 4.5 1.77E-07
-4 -1.36E-07 0.3 3.44E-10 4.6 1.94E-07
-3.9 -1.21E-07 0.4 4.43E-10 4.7 1.85E-07
-3.8 -1.11E-07 0.5 7.17E-10 4.8 1.99E-07
-3.7 -1.02E-07 0.6 9.26E-10 4.9 1.92E-07
-3.6 -9.77E-08 0.7 1.11E-09 5 2.03E-07
-3.5 -9.15E-08 0.8 1.28E-09 5.1 2.21E-07
-3.4 -9.03E-08 0.9 1.47E-09
-3.3 -8.98E-08 1 1.66E-09
-3.2 -7.79E-08 1.1 2.06E-09
-3.1 -7.90E-08 1.2 2.36E-09
-3 -5.52E-08 1.3 3.76E-09
-2.9 -4.43E-08 1.4 4.71E-09
-2.8 -4.84E-08 1.5 7.00E-09
-2.7 -3.89E-08 1.6 1.03E-08
-2.6 -2.05E-08 1.7 8.43E-09
-2.5 -3.12E-08 1.8 1.63E-08
-2.4 -3.33E-08 1.9 1.51E-08
-2.3 -1.95E-08 2 1.99E-08
-2.2 -1.71E-08 2.1 2.26E-08
-2.1 -1.39E-08 2.2 2.21E-08
-2 -9.97E-09 2.3 3.04E-08
-1.9 -8.18E-09 2.4 2.96E-08
-1.8 -8.95E-09 2.5 4.91E-08
-1.7 -4.38E-09 2.6 5.17E-08
-1.6 -4.49E-09 2.7 4.73E-08
-1.5 -4.15E-09 2.8 6.25E-08
-1.4 -3.38E-09 2.9 6.68E-08-1.3 -3.07E-09 3 5.88E-08
-1.2 -1.94E-09 3.1 6.85E-08
-1.1 -1.86E-09 3.2 7.15E-08
-1 -2.36E-09 3.3 7.06E-08
-0.9 -1.32E-09 3.4 7.20E-08
-0.8 -1.14E-09 3.5 8.40E-08
8/9/2019 Fotodioda Berbasis Film Tipis BST
37/38
28
6. Suhu annealing 950oC dengan pendadah galium 5%
Gelap
Voltage (V) Current (A) Voltage (V) Current (A) Voltage (V) Current (A)
-5 -1.59E-07 -0.7 -1.7E-09 3.6 6.494E-08
-4.9 -1.59E-07 -0.6 -1.16E-09 3.7 6.986E-08
-4.8 -1.52E-07 -0.5 -1.1E-09 3.8 7.272E-08
-4.7 -1.51E-07 -0.4 -7.97E-10 3.9 7.639E-08
-4.6 -1.43E-07 -0.3 -5.71E-10 4 8.876E-08
-4.5 -1.32E-07 -0.2 -3.63E-10 4.1 9.143E-08
-4.4 -1.22E-07 -0.1 -2.26E-10 4.2 1.06E-07
-4.3 -1.1E-07 -1.03E-15 -3.05E-11 4.3 1.072E-07
-4.2 -1.02E-07 0.1 9.643E-11 4.4 1.163E-07
-4.1 -9.66E-08 0.2 2.213E-10 4.5 1.177E-07
-4 -9.23E-08 0.3 2.756E-10 4.6 1.221E-07
-3.9 -8.43E-08 0.4 4.333E-10 4.7 1.222E-07
-3.8 -8.01E-08 0.5 6.428E-10 4.8 1.301E-07
-3.7 -7.05E-08 0.6 8.464E-10 4.9 1.318E-07
-3.6 -6.98E-08 0.7 1.113E-09 5 1.416E-07
-3.5 -6.61E-08 0.8 1.388E-09 5.1 1.464E-07
-3.4 -6.44E-08 0.9 1.536E-09
-3.3 -6.16E-08 1 2.076E-09
-3.2 -5.08E-08 1.1 2.225E-09
-3.1 -4.86E-08 1.2 3.002E-09
-3 -4.83E-08 1.3 3.464E-09
-2.9 -4.38E-08 1.4 4.095E-09
-2.8 -3.76E-08 1.5 4.711E-09
-2.7 -3.14E-08 1.6 7.04E-09-2.6 -3.09E-08 1.7 8.124E-09
-2.5 -3.09E-08 1.8 8.91E-09
-2.4 -3E-08 1.9 9.088E-09
-2.3 -2.9E-08 2 1.052E-08
-2.2 -1.93E-08 2.1 1.47E-08
-2.1 -1.74E-08 2.2 1.594E-08
-2 -1.49E-08 2.3 1.938E-08
-1.9 -1.41E-08 2.4 2.27E-08
-1.8 -1.2E-08 2.5 2.449E-08
-1.7 -1.03E-08 2.6 3.166E-08
-1.6 -8.81E-09 2.7 3.614E-08-1.5 -8.78E-09 2.8 3.636E-08
-1.4 -5.5E-09 2.9 4.16E-08
-1.3 -4.73E-09 3 4.177E-08
-1.2 -4.4E-09 3.1 4.954E-08
-1.1 -3.71E-09 3.2 5.419E-08
-1 -2.71E-09 3.3 5.48E-08
-0.9 -2.59E-09 3.4 5.78E-08
-0.8 -1.74E-09 3.5 6.177E-08
8/9/2019 Fotodioda Berbasis Film Tipis BST
38/38
29
Terang
Voltage (V) Current (A) Voltage (V) Current (A) Voltage (V) Current (A)
-5 -1.47E-07 -0.7 -1.47E-09 3.6 5.921E-08
-4.9 -1.41E-07 -0.6 -1.35E-09 3.7 6.402E-08
-4.8 -1.3E-07 -0.5 -1.16E-09 3.8 6.519E-08-4.7 -1.3E-07 -0.4 -7.88E-10 3.9 6.649E-08
-4.6 -1.21E-07 -0.3 -4.29E-10 4 7.06E-08
-4.5 -1.18E-07 -0.2 -2.96E-10 4.1 7.525E-08
-4.4 -1.14E-07 -0.1 -2.07E-10 4.2 7.821E-08
-4.3 -1.13E-07 -1.03E-15 1.637E-11 4.3 8.299E-08
-4.2 -1.07E-07 0.1 1.2E-10 4.4 8.477E-08
-4.1 -1.04E-07 0.2 2.135E-10 4.5 9.617E-08
-4 -8.85E-08 0.3 3.359E-10 4.6 1.013E-07
-3.9 -8.32E-08 0.4 5.615E-10 4.7 1.105E-07
-3.8 -8.3E-08 0.5 6.495E-10 4.8 1.11E-07
-3.7 -7.22E-08 0.6 9.153E-10 4.9 1.286E-07
-3.6 -7.01E-08 0.7 1.099E-09 5 1.384E-07
-3.5 -6.59E-08 0.8 1.406E-09 5.1 1.43E-07
-3.4 -6.48E-08 0.9 1.513E-09
-3.3 -6E-08 1 2.171E-09
-3.2 -5.15E-08 1.1 2.42E-09
-3.1 -4.63E-08 1.2 2.765E-09
-3 -4.51E-08 1.3 3.812E-09
-2.9 -4.06E-08 1.4 3.889E-09
-2.8 -3.98E-08 1.5 4.293E-09
-2.7 -3.69E-08 1.6 6.019E-09
-2.6 -3.19E-08 1.7 6.181E-09
-2.5 -3.02E-08 1.8 7.326E-09
-2.4 -3.02E-08 1.9 7.677E-09
-2.3 -2.69E-08 2 1.012E-08
-2.2 -2.21E-08 2.1 1.306E-08
-2.1 -2.12E-08 2.2 1.438E-08
-2 -1.48E-08 2.3 1.444E-08
-1.9 -1.25E-08 2.4 1.729E-08
-1.8 -1.03E-08 2.5 1.954E-08
-1.7 -8.97E-09 2.6 2.183E-08
-1.6 -8.44E-09 2.7 2.814E-08
-1.5 -8.01E-09 2.8 2.868E-08
-1.4 -6.77E-09 2.9 3.164E-08-1.3 -6.18E-09 3 3.184E-08
-1.2 -4.26E-09 3.1 3.574E-08
-1.1 -3.29E-09 3.2 3.859E-08
-1 -2.74E-09 3.3 4.225E-08
-0.9 -2.69E-09 3.4 5.003E-08
-0.8 -2.1E-09 3.5 5.334E-08
top related