Karakterisasi Film Tipis Ba0,125Sr0,875TiO3 Didadah Fe dan Penerapannya sebagai Sensor Cahaya

Abstract

Film tipis Barium Stronsium Titanat (Ba0,125Sr0,875TiO3) didadah Fe dengan variasi konsentrasi (0%; 0,5%; 1%; dan 1,5%) telah berhasil dibuat di atas substrat silikon tipe-p (100) menggunakan metode Chemical Solution Deposition (CSD). Film dideposisikan sebanyak tiga lapis menggunakan teknik spin coating (3000 rpm, selama 30 detik) dengan konsentrasi 0,5 M. Proses annealing ditahan pada suhu 550 ? selama 8 jam dengan kenaikan suhu 1,67 ?/menit. Pada penelitian ini diperoleh nilai ketebalan film pada rentang 131 – 311 nm dengan perhitungan menggunakan metode volumetrik. Uji sifat optik menggunakan UV-Vis menghasilkan nilai energi band gap pada setiap konsentrasi yaitu sebesar 2,76 eV; 1,85 eV; 1,89 eV; dan 3,90 eV. Uji sifat kristal menggunakan XRD menghasilkan nilai parameter kisi, momen dipol listrik, dan polarisasi spontan. Uji sifat listrik menggunakan LCR meter menghasilkan nilai konduktivitas listrik yaitu pada rentang (10-10 – 10-6) S/cm, yang berarti material film tipis ini memiliki karakteristik semikonduktor. Selain itu, dengan bantuan mikrokontroler Wemos D1 mini dan modul ADS1115 film tipis BST ini berhasil diaplikasikan menjadi sensor cahaya.

Barium Strontium Titanate (Ba0.125Sr0.875TiO3) thin films with Fe-containing concentration variations (0%; 0.5%; 1%; and 1.5%) have been successfully fabricated on p-type silicon substrate (100) using Chemical Solution Deposition (CSD) method. Three layers of film were deposited using spin coating technique (3000 rpm, for 30 seconds) with 0.5 M concentration. The annealing process was held at 550 ? for 8 hours with a temperature increase of 1.67 ?/minute. In this study, the film thickness value was obtained in the range of 131 - 311 nm by calculating using the volumetric method. Optical properties test using UV-Vis produced band gap energy values at each concentration of 2.76 eV; 1.85 eV; 1.89 eV; and 3.90 eV. Test of crystal properties using XRD produces values of lattice parameters, electric dipole moments, and spontaneous polarization. Electrical properties test using LCR meter produces electrical conductivity values in the range of (10-10 – 10-6) S/cm, which means this thin film material has semiconductor characteristics. In addition, with the help of Wemos D1 mini microcontroller and ADS1115 module, the BST thin film was successfully applied as a light sensor.