Optimasi Penambahan Magnesium dan Barium dalam Menghasilkan Silikon Murni Sebagai Bahan Semikonduktor dari Sekam Padi Oryza sp.

Abstract

Sekam padi merupakan sisa pertanian yang sangat melimpah ditemukan di Asia Tenggara, khususnya di Indonesia salah satu penghasil padi terbesar di Asia Tenggara. Silikon oksida didapatkan dengan melakukan pengabuan sekam padi, mereduksi silikon dioksida dengan reduktor magnesium kemudian dilanjutkan dengan tahap pemanasan hasil reduksi asam. Silikon banyak digunakan sebagai bahan baku industri diantaranya industri gelas, semen dan elektronika. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh proses pencucian, metode reduksi kimia yaitu mereduksi dengan magnenesium dan barium, karakteristik silikon mikrostruktur dan sifat listrik. Silikon yang diperoleh dari limbah arang sekam padi dari daerah Poso. Sebelum pembuatan arang, sekam padi dari daerah Poso dilakukan uji proksimat. Dalam pembuatan silikon yang berasal dari sekam padi terdapat tiga tahapan dalam pembuatan. Pertama pembuatan arang, yang kedua yaitu pembuatan silikon dioksida dan yang terakhir pembuatan silikon. Namun disamping itu dalam pengerjaan dipisahkan dengan dua metode yaitu metode pertama pencucian sebelum pembakaran dan yang kedua pencucian setelah pembakaran. Berawal dari pengarangan kemudian dilakukan pencucian HCl, selanjutnya direduksi dengan bahan kimia yaitu barium dan magnesium, hal ini dilakukan untuk mendapatkan silikon murni. Hasil analisis proksimat menujukan kadar abu memiliki nilai terbesar setelah serat kasar yaitu 17.79 %. Hasil SEM menunjukkan bahwa permukaan silikon dioksida maupun silikon belum homogen. Permukaan silikon lebih halus dibandingkan silikon dioksida dan dimungkinkan terjadi pula perubahan struktur silikon dioksida menjadi silikon. Hasil analisis SEM-EDX silikon dioksida metode 1 dan metode 2 memiliki kemurnian yang sama, namun pada metode 2 memiliki impuritas. Silikon hasil reduksi Barium metode 1 dan metode 2 memiliki kemurnian masing-masing yaitu 24.12 % dan 0.01 %, untuk Silikon hasil reduksi dengan Magnesium menggunakan metode 1 dan metode 2 memiliki kemurnian sebesar 61.49 % dan 30.1%. Analisis XRD menunjukkan bahwa struktur silikon dioksida adalah tetragonal dengan konstanta kisi a = b = 5.212 Å dan c = 6.229 Å (sedangkan menurut JCPDS ICDD 1977 no 39-1425 a = b = 4.973 Å dan c = 6.923 Å). Silikon berbentuk kubus dengan nilai konstanta kisi hasil reduksi dengan Barium untuk metode 1 dan 2 yaitu a = 5.437 Å dan a = 5,447 Å, Silikon hasil reduksi Magnesium untuk metode 1 dan metode 2 yaitu a= 5.414 dan a= 5.434 Å, berbentuk kubus dengan nilai konstanta kisi a = 5.27Å (sedangkan menurut JCPDS ICDD 1978 no 14-0260 a = 5.409 Å). Analisis sifat listrik menggunakan LCR meter silikon dioksida dan silikon sudah bersifat semikonduktor dengan nilai konduktivitas listrik 10-8 sampai 10-6 S/cm, dimana silikon memiliki nilai konduktivitas listrik yang lebih tinggi dibandingkan dengan silikon dioksida, hal ini dikarenakan telah terjadi transformasi fasa dari silikon dioksida menjadi silikon.