Pengintegrasian Sensor Cahaya Tampak Berbasis Film Tipis Material Ferroelektrik Ba0,25Sr0,75TiO2 Pada Mikrokontroler ATMega8535

Abstract

Pada penelitian ini telah dilakukan pembuatan film tipis bahan ferroelektrik Bao,25Sro,75TiO3, konsentrasi 1 molar dengan menggunakan metode chemical solution deposition (CSD). Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah bubuk Strontium Asetat [Sr(CH,COO)2, 99%], bubuk Barium Asetat [Ba(CH,COO)2, 99%] dan Titanium Isopropoksida [Ti(C12H28O4), 99.999%] dalam bentuk cairan. Pelarut yang digunakan adalah 2-metoksietanol [H,COCH2CH2OH, 99%] dan substratnya adalah Si(100) tipe-p. Perhitungan massa Barium Asetat, Strontium Asetat dan Titanium Isopropoksida yang akan dilarutkan dalam 2,5 ml 2-metoksietanol adalah sebagai berikut: massa Barium Asetat = (0,25) x (0,0025 liter pelarut) x (255,439 gr/mol), massa Stronsium Asetat (0,75) x (0,0025 liter pelarut) x (205,732 gr/mol) dan massa Titanium = Isopropoksida (1) x (0,0025 liter pelarut) x (284,291 gr/mol). Larutan Bao,25Sro,75TiOs dibuat dengan cara mencampurkan Barium Asetat [Ba(CH3COO)2, 99% ], Strontium Asetat [Sr(CH,COO)2, 99%] dan Titanium Isopropoksida [Ti(C12O4H28), 99.99%] ke dalam pelarut 2-metoksietanol [H,COOCH,CH,OH, 99.9% ] sesuai dengan gram massa yang telah ditentukan. Setelah bahan-bahan dicampurkan, kemudian di getarkan menggunakan ultrasonik selama 1 jam. Setelah terbentuk lapisan tipis di atas substrat silikon, kemudian diannealing pada temperatur 850°C dan 950°C dengan kenaikan laju kenaikan temperatur 1,7°C/menit. Sebelum diintegrasikan pada mikrokontroler ATMega8535 sebagai sensor cahaya tampak, film tipis Bao,25Sr0,75 TiO3 terlebih dahulu dikarakteristik spektrum serapan panjang gelombang, kurva arus-tegangan, fotovoltaik dan fotokonduktivitas listriknya. Berdasarkan hasil karakterisasi tersebut dipilih film tipis Bao,25Sro,75 TiO3 untuk diintegrasikan pada mikrokontroler sebagai sensor cahaya tampak. Arus yang dibangkitkan film tipis Bao,25Sr0,75TiO3 sangat kecil, sehingga harus dikuatkan terlebih dahulu menggunakan rangkaian penguat. Pada penelitian ini, digunakan rangkaian penguat diffrensial OpAmp. Berdasarkan hasil karakteristik spektrum scrapan panjang gelombang, film tipis yang dihasilkan ini memiliki serapan pada panjang gelombang cahaya tampak. Dengan adanya serapan pada daerah panjang gelombang cahaya tampak ini, maka film tipis berpotensi sebagai sensor cahaya tampak. Kurva karakteristik arus-tegangan, menunjukkan bahwa film tipis merupakan fotodioda dengan dicirikan terbentuknya kurva karaktristik dioda dan terjadinya perubahan kurva karateristik diodanya ketika pengkuran dilakukan pada kondisi gelap dan pada kondisi terang. Dari hasil karakterisasi Fotovoltaik, kedua film tipis dapat membangkitkan arus listrik pada ordo nanoamper, akan tetapi besarnya arus foton yang dibangkitkan oleh masing-masing tidak sama. Film tipis yang diannealing pada temperatur 850°C dapat membangkitkan arus yang lebih besar. Dengan adanya arus listrik yang dapat dihasilkan oleh film tipis ketika dikenai cahaya maka nilai konduktivitas film tipis mengalami perubahan. ...dst