Pembuatan dan karakterisasi lapisan aluminiumoksida dengan teknik oksidasi anodik

Abstract

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh variable waktu dan rapat arus anodisasi dalam mendapatkan ketebalan lapisan Aluninium oksida. Kemudian menghitung konstanta dielektrik dari lapisan yang terbentuk. Prinsip dari penelitian ini adalah proses elektrolisa dengan menggunakan larutan asam sulfat sebagai elektrolitnya dan logam aluminium sebagai bahan yang akan dilapisi (substrat). Pelaksanaan percobaan dilakukan dengan mengalirkan arus listrik kedalam cell yang telah diisi dengan larutan asam sulfat (6N). Variabel percobaan yaitu: Arus anodisasi 0.5; 1.0; 1.5 mA dan waktu anodisasi 10; 20; 30 menit. Tebal lapisan diperoleh dengan cara mengukur berta sebelum W, dan sesudah W₂ anodisasi. Selisih berat ini dikonversi menjadi tebal lapisan dengan persamaan 8 W₂ -W₁/pA. Tebal lapisan yang diperoleh pada waktu anodisasi 10 menit denga variasi arus 0.5; 1.0; 1.5 mA berturut- turut 0.505; 0.755; 1.090 µm. untuk waktu anodisasi 20 menit 0.925; 1.265; 2.020 µm. Untuk waktu anodisasi 30 menit 1.430; 2.105; 3.870 µm. Dari data yang diperoleh tersebut terlihat bahwa semakin lama proses anodisasi dan semakin besar rapat arus yang diberikan dari rangkaian luar, tebal lapisan yang didapat semakin meningkat. Perhitungan kapasitansi yaitu dengan cara menghitung kapasitansi dari kapasitor lapisan tipis aluminium oksida yang bahan dielektriknya sampel yang dibuat. Kapasitansi yang diperoleh adalah kapasitansi berubah-ubah denagn berubahnya frekwensi (50-1000 kHz). Untuk tebal lapisan 0.505 µm, kapasitansi yang terukur adalah berkisar antara 8.1-6.3 nF. Untuk sampel dengan ketebalan 0.755 µm, kapasitansi yang terukur antara 7-4.3 nF. Tebal lapisan 0.925 µm kapasitansi yang diperoleh berkisar antara 4.54-2.59 nF, untuk tebal lapisan denag tebal 1.090 µm, Kapasitansi yang diperoleh 3.3 1,64 nF. Tebal 1.265 µm kapasitansi yang terukur 3.59-2.51 nF. Tebal lapisan 1.430 µm kapasitansi yang terukur 3.3-1.64 nF. Tebal lapisan 2.020 µm kapasitansi yang terukur 2.3-1.68 nF. Tebal 2.105 µm kapasitanmsi yang terukur 2.31-1.56 nF.dan untuk tebal 3.870 µm kapasitansi berkisar antara 2.25-0.78 nF. Dari data yang didapat terlihat bahwa semakin tebal lapisan dielektrik kapasitor lapisan tipis aluminium oksida semakin kecil kapasitansi yang terukur. Dari data tersebut terlihat pula semakin besar frekwensi yang diberikan kapasitansi yang terukur semakin kecil. Denag persamaan ce kA/d dapat ditentukan konstanta dielektrik dari lapisan yang terbentuk. Konstanta dielektrik yang diperoleh untuk tebal lapisan 0.505 µm adalah 9.24-7.18. untuk tebal lapisan 0.755 µm, konstanta dielektrik yang diperoleh berkisar antara 11.9-7.3. tebal lapisan 0.925 µm konstanta dielektrik yang diperoleh 9.65-6.61, untuk tebal lapisan 1.090 µm, konstanta dielektrik lapisan yang terbentuk adalah 11.18-6.38, tebal lapisan 1.265 µm konstanta dielektrik yang diperoleh 10.3-7.18. untuk tebal lapisan 1.430 µm, konstanta dielektrik yang diperoleh 10.7-5.3. Untuk tebal lapisan 2.020 µm konstanta dielektrik yang diperoleh 10.5-7.67. Untuk tebal lapisan 2.105 µm konstanta dielektrik yang diperoleh 10.99-7.42. Untuk tebal lapisan 3.870 µm, konstanta dielektrik yamg diperoleh 19.67-6.82. Dari data tersebut dapat dilihat bahwa konstanta dielektrik menurun dengan bertambah besarnya frekwensi. Dan Hasdil yang diperoleh sangat mendekati literatur yaitu 8- 10. Penyimpangan yang terjadi pada sampel dengan tebal lapisan 3.870 µm kemungkinan besar disebabkan porositas dari lapisan yang terbentuk.