Pembuatan Film Lithium Niobate (LiNbO3) pada Beberapa Molaritas dan Karakterisasi Sifat Lisrik, Sifat Optik dan Struktur Kristalnya

Abstract

Fotodioda film lithium niobate (LiNbO3) telah berhasil dibuat dengan menumbuhkan LiNbO3 di permukaan substrat Si(100) tipe-p dengan menggunakan metode sol gel berdasarkan teknik spin coating pada kecepatan putar 3000 rpm selama 30 detik. Film LiNbO3 dibuat dengan konsentrasi 0,5 M, 1 M, dan 2 M dan proses annealing pada suhu 900°C selama 1 jam, 8 jam, 15 jam, dan 22 jam. Dilakukan karakterisasi sifat listrik, optik, dan struktur film. Karakterisasi I-V dilakukan pada kondisi gelap dan terang. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa film bersifat fotodioda. Hasil karakterisasi I-V juga menunjukkan bahwa konsentrasi molaritas turut mempengaruhi bentuk dioda film, yaitu molaritas yang makin tinggi maka bentuk dioda filmnya itu semakin baik, yaitu pada molaritas 1 M dan waktu annealing 15 jam. Konduktivitas listrik (σ) film annealing selama 1 jam, 8 jam, 15 jam, dan 22 jam berturut-turut adalah 1.49 x 10-5 S/cm, 2.05 x 10-5 S/cm, 2.27 x 10-5 S/cm, 6.66 x 10-5 S/cm. Nilai konduktivitas listrik (σ) tersebut berada dalam rentang σ semikonduktor, sehingga film LiNbO3 yang dihasilkan merupakan material semikonduktor. Selain karakterisasi I-V dan konduktivitas listrik dilakukan juga karakterisasi konstanta dielektrik (ε). Nilai ε film menurun ketika tegangan ditingkatkan dari 1 volt, 3 volt, dan 5 volt. Sedangkan semakin lama film ditahan pada suhu 900o C mengakibatkan konstanta dielektriknya meningkat. Karakterisasi sifat optik meliputi pengukuran absorbansi dan reflektansi film. Kurva absorbansi yang diperoleh memperlihatkan panjang gelombang yang paling banyak diserap dan dipantulkan, yaitu berkisar dari 400-500 nm dan 570-600 nm. Data reflektansi film dapat digunakan untuk menghitung indeks bias (n) dan energy gap (Eg). Kurva absorbansi yang diperoleh memperlihatkan panjang gelombang yang paling banyak diserap dan dipantulkan yaitu berkisar dari 400-500 nm dan 570-600 nm Karakterisasi sifat struktur berupa pengujian XRD. Hasil yang diperoleh memperlihatkan intensitas difraksi tertinggi dimiliki oleh film LiNbO3 pada waktu annealing 1 jam, sedangkan intensitas difraksi terendah dimiliki oleh film LiNbO3 pada waktu annealing 22 jam.