Sensor Cahaya Berbasis Metal-Ferroelectric-Metal (Al/Ba0,375Sr0,625Ti1-xRuxO3/FTO) (x=0,0%; 0,5%; 1,0%; 1,5%)

Abstract

BaxSr1-xTiO3 (BST) merupakan salah satu material ferroelektrik yang memiliki potensi untuk dikembangkan sebagai sensor karena karakteristik listrik dan optiknya yang responsif. Dalam penelitian ini, dilakukan studi terhadap pengaruh doping Rutenium dengan variasi konsentrasi (0,0%; 0,5%; 1,0%; 1,5%) terhadap sifat kristal, optik, dan listrik dari material Ba0,375Sr0,625TiO3 berstruktur Metal–Ferroelectric–Metal (Al/Ba0,375Sr0,625Ti1-xRuxO3/FTO). Penumbuhan film dilakukan dengan metode Chemical Solution Deposition (CSD) menggunakan teknik spin coating. Hasil karakterisasi menunjukkan bahwa doping Rutenium meningkatkan parameter kisi dan menurunkan nilai polarisasi spontan. Doping juga menyebabkan penurunan energi gap dan meningkatkan respon konduktivitas listrik ketika film dikenai cahaya. Uji sensor menggunakan mikrokontroler menunjukkan adanya perbedaan tegangan keluaran pada kondisi gelap dan terang, yang menandakan bahwa film mampu merespon stimulus cahaya secara aktif.

BaxSr1-xTiO3 (BST) is a ferroelectric material with strong potential for sensor development due to its responsive electrical and optical characteristics. This study investigates the effect of Ruthenium doping at various concentrations (0,0%; 0,5%; 1,0%; 1,5%) on the crystal, optical, and electrical properties of Ba0,375Sr0,625TiO3 in a Metal–Ferroelectric–Metal structure (Al/Ba0,375Sr0,625Ti1-xRuxO3/FTO). The thin films were synthesized using the Chemical Solution Deposition (CSD) method with a spin coating technique. Characterization results show the Ruthenium doping increases lattice parameters and reduces spontaneous polarization. It also decreases the band gap energy and enhances electrical conductivity under light exposure. Sensor testing using a microcontroller revealed different output voltages under dark and bright conditions, suggesting that the films can actively respond to light.