Fabrikasi dan Karakteristik Film Tipis Barium Strontium Titanate (BST) dengan Aditif Surfaktan

Abstract

Bariun Strontium Titanate (BST) adalah bahan ferroelektrik perovskite yang telah dipelajari dengan baik dalam bentuk film tipis. Pembuatan Film Tipis BST pada penelitian ini memanfaatkan surfaktan dari bahan alam yaitu Methyl Ester Sulfonic Acid (MESA) dan Sodium Methyl Esters Sulfonic (SMES). Penambahan surfaktan pada film tipis diharapkan dapat memaksimalkan sifat optik dari film tipis tersebut serta dapat mengendalikan besar kecilnya band gap. Pembuatan film tipis BST menggunakan metode Chemical Solution Deposition (CSD) dengan teknik spin coating. Film tipis BST diberikan 2 perlakuan yaitu penambahan surfaktan dan variasi kecepatan putar pada proses spin coating. Karakterisasi optik bertujuan untuk mengetahui, mempelajari sifat optik dan mengetahui band gap film tipis BST. Karakterisasi struktur film tipis BST bertujuan untuk mengetahui tingkat kekristalan dan informasi mengenai komposisi bahan. Karakterisasi Morfologi bertujuan untuk mengetahui permukaan dari film BST tersebut. Telah berhasil dibuat film tipis BST dengan penambahan sufaktan MESA dan SMES dengan menggunakan metode CSD. Penambahan surfaktan MESA pada 5500 rpm dan 8000 rpm dapat meningkatkan intensitas absorbansi serta menggeser puncak absorbansi ke arah Panjang gelombang tampak yang lebih besar. Penambahan surfaktan SMES pada 5500 rpm dan 8000 rpm dapat meningkatkan intensitas absorbansi, tidak terlihat puncak absorbansi pada rentang gelombang cahaya tampak. Puncak absorbansinya bergeser ke arah Panjang gelombang elektromagnet yang lebih besar (Panjang gelombang inframerah). Penambahan surfaktan MESA pada film tipis dapat memperkecil nilai band gap. Band gap BST murni 5500 rpm adalah 2.4 eV dan 2.45 eV untuk BST murni 8000 rpm. Band gap BST dengan penambahan MESA berada pada 1. 45 eV -1.55 eV. Penambahan surfaktan menyebabkan permukaan film tipis membentuk koagulasi antar bulir (seperti membentuk pulau-pulau). Melalui uji EDAX dapat diketahui bahwa film tipis terdiri dari unsur barium, strontium,titanum dan silikon. Pada karakterisasi struktur Film tipis BST dengan penambahan surfaktan MESA dan SMES memiliki struktur kristal kubus dengan parameter kisi a=b=c berada pada rentang nilai 4.065-4.088 Å. Penambahan kecepatan putar menyebabkan berkurangnya tingkat kristalinitas pada film tipis. Penambahan surfaktan MESA dan SMES pada film tipis menyebabkan bertambahnya ukuran kristal. Penambahan kecepatan putar menyebabkan berkurangnya ukuran kristal. Rata-rata ukuran kristal BST pada spin coating 5500 rpm dan 8000 rpm adalah 14.699 nm dan 11.458 nm.