Fabrikasi dan Karakterisasi Film Tipis Barium Strontium Titanate tercampur Klorofil Daun Sawi dan Daun Singkong

Abstract

Barium Strontium Titanate merupakan material yang memiliki karakteristik ferroelektrik dengan konstanta dielektrik yang tinggi. Dielektrik adalah suatu sifat listrik didalam material dimana elektron dalam material ini terikat. Elektron ini hampir tidak terdeteksi di bawah pengaruh medan listrik pada suhu kamar, tetapi pada suhu tinggi terdapat arus yang terdeteksi. Arus ini bukan hanya ditimbulkan oleh pergerakan elektron, melainkan juga pergerakan ion dan pergerakan molekul polar (molekul yang membentuk momen dipol). Pergerakan tersebut dinamakan polarisasi. Ferroelektrik adalah gejala polarisasi spontan tanpa menerima medan listrik dari luar. Medan listrik merupakan efek yang ditimbulkan oleh keberadaan muatan listrik. Terjadinya gejala ferroelektrik dapat dijelaskan dengan efek ferroelektrik. Efek ferroelektrik berkaitan dengan suhu transisi, dimana parameter transisinya adalah Temperature Currie. Apabila suhu suatu material lebih besar daripada temperature Currie, maka material tersebut tidak bersifat ferroelektrik karena tidak terjadi polarisasi (momen dipol sama dengan nol), sedangkan apabila suhu suatu material lebih kecil daripada temperature Currie, maka material tersebut bersifat ferroelektrik. Terjadinya polarisasi atau terbentuknya momen dipol dapat dipengaruhi oleh bentuk struktur kristal suatu material. Material tidak akan mengalami polarisasi jika centrosymmetric (contoh: kubus) dan akan mengalami polarisasi jika non-centrosymmetric (contoh: tetragonal). Penggunaan Barium Strontium Titanate sebagai film tipis menjadi menarik karena mudah difabrikasi dan memiliki karakteristik optoelektronik yang unggul. Peningkatan karakteristik film BST dapat dicapai dengan pencampuran klorofil. BST dengan campuran 2.5% dan 5% klorofil yang diekstrak dari daun sawi dan daun singkong ditumbuhkan pada substrat silikon tipe-p (100). Penumbuhan film menggunakan metode chemical solution deposition dengan spin coating pada kecepatan putar 8.000 rpm selama 30 detik dalam kelarutan 1 M. Film Barium Strontium Titanate dianil pada suhu 850oC selama 8 jam dengan laju 1,7oC/ menit. Film BST dikarakterisasi dengan spektrofotometer UV-Vis, XRD, dan micro-Raman. Spektroskopi UV-Vis untuk mengukur intensitas refleksi, indeks bias, dan energi gap film tipis. Struktur kristal dan parameter kisi film BST dikarakterisasi menggunakan XRD, Micro-Raman digunakan untuk memperkirakan mode fonon. Berdasarkan data UV-Vis, XRD, dan Micro-Raman, terdapat kekonsistenan tertentu yang terjadi pada BST tercampur 2.5% klorofil sawi. Pencampuran ini dapat menurunkan energi gap film dari 3.15 eV menjadi 2.4 eV, meningkatkan kristalinitas 74.778% menjadi 83.325%, dan mempersempit jarak pergeseran Raman. Dengan demikian, film yang memiliki karakteristik terbaik adalah BST tercampur 2.5% klorofil sawi.