efek beda pelarut dalam metode spray pyrolysis …
TRANSCRIPT
EFEK BEDA PELARUT DALAM METODE SPRAY PYROLYSIS TERHADAP
SIFAT OPTIK DAN LISTRIK LAPISAN TIPIS ZnO:Fe
Anisa Fitri
Program studi Fisika, Jurusan Sains, Institut Teknologi Sumatera Jalan Terusan Ryacudu,
Way Huwi, Lampung Selatan, 35365
Abstrak
Penumbuhan film tipis FZO telah berhasil dilakukan dengan metode spray pyrolysis
sederhana menggunakan alat nanospray. Film tipis ditumbuhkan pada substrat ITO (Indium
Tin Oxide) dengan struktur metal-semiconductor-metal (MSM). Karakteristik film tipis ZnO
meliputi struktur morfologi, sifat optik, struktur kristal dan sifat listrik. Hasil citra SEM
menunjukkan bahwa beda pelarut dapat mempengaruhi morfologi permukaan film tipis,
didapatkan grain size masing-masing sampel berturut-turut adalah 894.696 nm, 543.760 nm,
439.691 nm, 215.021 nm, 126.831 nm, untuk masing-masing sampel 0.5M Etanol, 0.5M
Alkohol, 0.5M Aquades, 0.05M Etanol, dan 0.01M Etanol. Selain itu beda molaritas dapat
mempengaruhi ukuran partikel, dimana semakin kecil molaritas prekursor maka semakin
kecil ukuran partikel yang dihasilkan. Pengaruh pelarut dan molaritas yang berbeda telah
menurunkan energi gap yaitu 3.27, 3.24, 3.22, 3.21, 3.19 eV pada masing-masing sampel
0.01M Etanol, 0.05M Etanol, 0.5M Etanol, 0.5M Alkohol, dan 0.5M Aquades. Hasil
karakterisasi XRD menunjukkan hasil fasa kristal ZnO yang terbentuk sangat lah tipis
sehingga kalah mendominasi dibandingkan substrat ITO akibatnya fasa kristal ZnO itu
sendiri tidak terdeteksi diatas substrat ITO, melainkan fasa kristal milik ITO (Indium Tin
Oxide) pada bidang hkl (400) dengan besar sudut yaitu sebesar 35,17º, sehingga hanya sedikit
berkas yang didifraksikan pada orientasi bidang tersebut. Karakterisasi I-V menunjukkan
bahwa efek pelarut dan molaritas yang berbeda menghasilkan sensitivitas yang berbeda dan
ketinggian penghalang Schottky yang berbeda. Sampel FZO 0.5M Etanol memiliki
sensitivitas tertinggi dibandingkan sampel lain karena memiliki arus gelap cukup rendah dan
arus terang yang tinggi.
Kata Kunci: Spray Pyrolysis, Bandgap, Efek pelarut, Molaritas.
1. Pendahuluan
Penemuan-penemuan baru tentang
teknologi dalam bidang material
semikonduktor terus dikembangkan.
Penelitian tentang bahan berukuran
nanometer khususnya lapisan tipis telah
meningkat selama beberapa tahun terakhir.
Bahan yang biasa digunakan adalah
In2O3, WO3, SnO2, TiO, ZnO dan masih
banyak lagi bahan lainnya [1]. Diantara
material-material ini, ZnO merupakan
material baru yang memiliki beberapa
keuntungan dibandingkan dengan material
lain sebagai sel surya atau sel fotovoltaik
[2]. Karena energi ikatnya yang besar (60
meV), celah pita lebar (3,37 eV) dan
metode sintesis serta perakitan yang
mudah, semikonduktor ZnO telah menjadi
salah satu bahan yang menjanjikan untuk
banyak aplikasi [3]. Beberapa penelitian
telah menunjukkan bahwa dilakukannya
doping terhadap ZnO diperlukan untuk
mendapatkan kualitas kristal tinggi dan
untuk meningkatkan sifat optik dan
listriknya. Doping ion logam adalah
pendekatan yang paling terkenal dan
efektif. Berbagai logam transisi 3d (TM)
yaitu Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, dan Cu
dianggap sebagai dopan efektif ZnO
karena memiliki jari-jari ionik yang dekat
dengan ZnO sehingga dapat berikatan
kuat. Pengaruh Fe doping ZnO (FZO)
dibuktikan mampu meningkatkan kualitas
sifat optik dan sifat listrik yang lebih baik
[4]. Sehingga film tipis FZO dapat
diaplikasikan pada sel surya [5].
Substrat pada lapisan tipis
mempengaruhi sifat optik ZnO.
Keunggulan ITO (Indium Tin Oxide)
sebagai substrat yaitu memiliki nilai
transparansi 80% dan resistivitas Ωm.
ITO juga memiliki karakterisasi yang baik
dari segi transmitansi yang mencapai 50%-
60%, energi band gap yang lebar, serta
konduktivitas listrik yang tinggi dan akan
mempengaruhi sifat optik ZnO. Zhang
dkk. [6] telah melaporkan adanya
pengaruh pelarut (organik) bahwa pelarut
dapat digunakan dalam mengontrol
morfologi dari permukaan suatu material
yang disintesis. Kanade dkk. [7] juga
menyatakan bahwa pemilihan pelarut
merupakan faktor kunci dalam
pembentukkan ukuran nano dengan
kualitas yang tinggi.
Sehingga, pada penelitian ini
dilakukan penumbuhan film tipis ZnO:Fe
diatas substrat ITO (Indium Tin Oxide)
menggunakan metode spray pyrolysis
dengan variasi beda pelarut yaitu
menggunakan pelarut aquades, etanol, dan
alkohol dan didapatkan permasalahan
dalam penelitian ini yaitu penggunaan
pelarut yang dapat mempengaruhi ukuran
partikel sehingga perlu untuk dilakukan
variasi pelarut [8]. Kemudian film tipis
FZO diaplikasikan pada solar cell
sederhana.
2. Metode Penelitian
Penumbuhan film tipis ZnO:Fe dengan
menggunakan metode spray pyrolysis
diawali dengan menentukan material-
material yang akan dijadikan prekursor
untuk membuat film tipis, lalu menentukan
konsentrasi dan persentase doping.
Prekursor utama adalah zinc acetat
dyhydrat sebanyak 0,5 M dan iron (III)
hexadyhydrat sebanyak 0,5 M sebagai
doping. Kemudian menentukan variasi
senyawa larutan yang akan digunakan
serta menentukan substrat yang akan
digunakan dalam penumbuhan film tipis
ZnO:Fe. Dalam penelitian ini difokuskan
variasi beda pelarut yaitu aquades, etanol,
dan alkohol. Kemudian kedua prekursor
dilarutkan dalam masing-masing pelarut
yaitu aquades, etanol, dan alkohol dengan
volume 30 ml. Prekursor diaduk
menggunakan magnetic stirrer pada suhu
ruang dengan kecepatan 180 rpm selama
30 menit hingga larutan homogen.
Tahap kedua, setelah menentukan
substrat ITO (Indium Tin Oxide) yang
akan digunakan, lalu substrat dipotong
dengan ukuran 1cmx1cm. Selanjutnya
dilakukan pencucian substrat dengan
menggunakan aseton untuk
menghilangkan kotoran seperti minyak
dan lemak yang menempel pada
permukaan substrat di dalam ultrasonic
cleaner selama 10 menit. Kemudian
substrat dicuci kembali dengan larutan
etanol di dalam ultrasonic cleaner selama
5 menit. Terakhir substrat dibilas dengan
aquades selama 5 menit. Kemudian
substrat dikeringkan dengan hairdryer
selama 1 menit. Setelah substrat bersih dan
kering tahap selanjutnya adalah proses
penyemprotan larutan FZO dari alat
nanospray ke permukaan atas substrat
yang sebelumnya telah dipanaskan
menggunakan hotplate dengan suhu 450oC
hingga terbentuk lapisan tipis FZO.
Selanjutnya, lapisan tipis yang telah
terbentuk dengan masing-masing pelarut
aquades, etanol, dan alkohol
dikarakterisasi XRD untuk mengetahui
sifat struktur, karakterisasi UV-Vis untuk
mengetahui sifat optik. Dan terakhir
karakterisasi I-V untuk mengetahui sifat
listrik. Tahap awal yang dilakukan dalam
karakterisasi I-V adalah pemasangan pasta
perak (Ag) sebagai elektroda pada sampel
dan kabel jumper sebagai penghubung.
Kemudian rangkaian pengukuran I-V
disiapkan, multimeter digital analitik yang
berorde nanometer diatur dalam bentuk
arus DC sebagai output dan power supply
sebagai sumber tegangan. Arus keluaran
dicatat dari tegangan 0 volt hingga 10 volt
dengan slot 0,5 volt dalam kondisi gelap
dan kondisi terang oleh lampu UV 365
nm.
3. Hasil dan pembahasan
Karakterisasi SEM perlu dilakukan untuk
mengetahui morfologi permukaan dari
film tipis berupa bentuk dan ukuran
butiran (partikel). Pada foto citra SEM
sampel film tipis FZO beda pelarut dan
molaritas terlihat bentuk bentuk dan
ukuran butiran (partikel) yang berbeda
menandakan adanya pengaruh pelarut pada
morfologi permukaan dan ukuran partikel
yang dihasilkan [6], [8].
Gambar 1. Foto hasil SEM (a) FZO 0.5M
Aquades (b) FZO 0.5M Etanol (c) FZO
0.5M Alkohol
Gambar 2. Foto hasil SEM
(a) 0.05M Etanol (b) 0.01M Etanol
Terlihat bahwa ukuran partikel menurun
ketika molaritas semakin kecil. Semakin
tinggi konsentrasi prekursor, maka
semakin besar ukuran partikelnya [9,10].
Sampel film tipis FZO yang ditumbuhkan
di atas substrat ITO dengan variasi beda
pelarut dan beda molaritas dapat
ditentukan sifat optik diantaranya daerah
absorbsi dan nilai celah pita energi (energi
gap). Analisis karakterisasi sifat optik film
tipis FZO dilakukan melalui pengukuran
spektrometer UV-Vis dengan rentang
energi foton 1,6 – 4,3 eV. Spektrum
absorbsi UV-Vis lapisan tipis FZO dengan
variasi beda pelarut dan beda molaritas
ditunjukkan pada Gambar 3.
Gambar 3. Grafik absorbansi film tipis
FZO beda pelarut dan molaritas
Semakin tebal (tidak transparan) lapisan
yang terbentuk, akan menyebabkan nilai
absorbansi semakin besar. Hal ini
dikarenakan banyaknya atom-atom bahan
yang terlibat dalam proses penyerapan
berkas cahaya [11] [12].
Untuk mengetahui besarnya konduktivitas
listrik, dibutuhkan pengetahuan mengenai
elektron-elektron dalam kristal yang diatur
dalam pita energi yang dipisahkan oleh
daerah energi yang tidak memiliki orbital
elektron. Daerah terlarang ini dinamakan
celah pita (band gap), dan merupakan hasil
interaksi konduktivitas elektron dengan
inti ion kristal [13]. Besarnya energi gap
diperoleh dengan menggunakan metode
Touc Plot yaitu melakukan penarikan
ekstrapolasi pada daerah linear.
Perhitungan energi gap dilakukan dengan
menggunakan persamaan Kubelka-Munk
dimana (Eg) diperoleh dari grafik
hubungan antara [α h.c/λ]² terhadap (h.c/λ)
atau energi (eV). Energi gap pada
semikonduktor adalah (h.c/λ) pada saat [α
h.c/λ]² = 0, yang diperoleh dari
perpotongan garis lurus yang ditarik
memotong sumbu x pada kurva [14].
Pada Gambar 4(a) menunjukkan kurva
pita energi dari ketiga sampel beda pelarut
dan Gambar 4(b) menunjukkan kurva pita
energi beda molaritas
(a)
(b)
(c)
Gambar 4a. Kurva pita energi
menggunakan metode Tauc Plot pada
sampel (a) FZO 0.5M Aquades (b) FZO
0.5M Etanol (c) FZO 0.5M Alkohol
(a)
(b)
Gambar 4(b). Kurva pita energi
menggunakan metode Tauc Plot pada sampel
(a) FZO 0.05M Etanol (b) FZO 0.01M Etanol
Energi gap yang terlalu kecil akan
menyebabkan loncatan elektron dari pita
valensi ke pita konduksi dan sebaliknya
kurang bebas, sedangkan energi gap yang
terlalu besar akan menghambat loncatan
elektron sehingga aliran elektron akan
terhambat [1]. Semakin besar panjang
gelombang maka energi gap yang dimiliki
menjadi semakin kecil, sebaliknya
semakin kecil panjang gelombang maka
energi gap yang dimiliki menjadi semakin
besar [2].
Besar masing-masing energi gap yang
diperoleh dari tiap sampel berturut-turut
adalah 3,19 eV, 3,21 eV, 3,22 eV, 3,24 eV,
3,27 eV, seperti yang ditunjukkan pada
Tabel 1.
Tabel 1. Energi gap pada masing-masing
sampel film tipis FZO
Sampel Energi gap (eV)
FZO 0.5M Aquades 3,19
FZO 0.5M Alkohol 3,21
FZO 0.5M Etanol 3,22
FZO 0.05M Etanol 3,24
FZO 0.01M Etanol 3,27
Gambar 5. menunjukkan spektrum
XRD dari sampel FZO 0.5M Etanol
dengan spektrum XRD substrat ITO
(Indium Tin Oxide) dan dibandingkan
dengan sampel FZO 0.4M Etanol pada
substrat kaca, hal ini dilakukan untuk
membandingkan sehingga dapat diketahui
apakah ZnO berhasil ditumbuhkan diatas
substrat ITO. Pada sampel film tipis FZO
0.5M Etanol menunjukkan hasil fasa
kristal ZnO yang terbentuk sangat lah tipis
sehingga kalah mendominasi
dibandingkan substrat ITO akibatnya fasa
kristal ZnO itu sendiri tidak terdeteksi
diatas substrat ITO, melainkan fasa kristal
milik ITO (Indium Tin Oxide) pada bidang
hkl (400) dengan besar sudut yaitu sebesar
35,17º yang memiliki struktur kristal kubik
sesuai dengan referensi data ICOD 00-
039-1058. Pada sampel FZO 0.5M Etanol
terlihat puncak pada bidang hkl (222),
(400), (441) yang berkolerasi disudut
30,26º, 35,17º dan 50,52º. Sementara jika
dibandingkan dengan sampel FZO 0.4M
pada substrat kaca dimana fasa kristal
milik ZnO dapat teridentifikasi pada
bidang hkl atau indeks miller (002) dengan
besar sudut 34,91º dengan menunjukkan
struktur kristal wurtzite (heksagonal).
Sedikitnya bidang pemantul
mengakibatkan interferensi dari
gelombang terdifraksi akan saling
melemahkan dan menyebabkan intensitas
semakin rendah [15]. Selain itu, penyebab
lemahnya intensitas dari puncak sampel
adalah tipisnya lapisan yang terbentuk
pada orientasi bidang tersebut sehingga
hanya sedikit berkas yang didifraksikan.
25 30 35 40 45 50 55
Inte
ns
ita
s (
a.u
)
2()
(222)
(400)
(441)
FZO 0.4M Etanol
FZO 0.5M Etanol
ITO tanpa film
(a)
(b)
(c)
Gambar 5. Spektrum XRD pada sudut 25º-
55º (a) FZO 0.4M Etanol (b) ITO tanpa film
(c) FZO 0.5M Etanol
Karakterisasi arus-tegangan atau I-
V dilakukan untuk mengetahui sifat listrik
dari film tipis yang telah dibuat.
Pengukuran arus dan tegangan film
dilakukan pada kondisi gelap dan
penyinaran UV. Gambar 4 menunjukkan
film tipis yang dihasilkan dengan variasi
pelarut molaritas 0.5M pada keadaan gelap
nilai arus cenderung rendah, hal tersebut
terjadi akibat terbentuknya daerah deplesi
akibat logam diberi tegangan. Sehingga
daerah deplesi memiliki konduktivitas
yang rendah, muatan pembawa sulit
mengalir dan menyebabkan nilai arus
gelap menjadi sangat rendah [16].
Sedangkan nilai arus yang diterangi UV
meningkat yang menandakan film tipis
FZO peka terhadap sinar UV. Nilai arus
terang meningkat seiring meningkatnya
tegangan yang diberikan.
-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10-12
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12A
rus (
A)
Tegangan (V)
Dark
Uv
(a) FZO 0.5M Aquades
(a)
-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10
-30
-20
-10
0
10
20
30
Dark
Uv
Aru
s (
A)
Tegangan (V)
(b) FZO 0.5M Etanol
(b)
-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10
-15
-10
-5
0
5
10
15
Aru
s (
A)
Tegangan (V)
Dark
Uv
(c) FZO 0.5M Alkohol
(c)
Gambar 6. Kurva I-V Film Tipis FZO 0.5M
(a) Pelarut Aquades (b) Pelarut Etanol (c)
Pelarut Alkohol
Setelah dilakukan pengukuran I-V film
tipis FZO dengan molaritas 0.5M nilai
arus terang yang paling tinggi yaitu
didapatkan pada pelarut etanol. Sehingga
selanjutnya variasi molaritas yang
dilakukan hanya menggunakan pelarut
etanol. Gambar 7. menunjukkan hasil
pengukuran I-V menggunakan pelarut
etanol dengan variasi molaritas 0.01M,
0.05M, dan 0.1M. Pada film tipis FZO
0.01M, 0.05M, dan 0.1M kurva I-V
terlihat tidak linier. Kurva terlihat
mengalami fluktuasi pada saat nilai arus
gelap. Sedangkan seiring meningkatnya
tegangan yang diberikan maka nilai arus
terang juga meningkat.
-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10-25
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
25
Dark
Uv
Aru
s (
A)
Tegangan (V)
(a) FZO 0.01M Etanol
(a)
-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
Dark
Uv
Aru
s (
A)
Tegangan (V)
(b) FZO 0.05M Etanol
(b)
-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
25
Dark
Uv
Aru
s ()
Tegangan (V)
(c) FZO 0.1M Etanol
(c)
Gambar 7. Kurva I-V Perbandingan Molaritas
Film Tipis FZO (a) FZO 0.01M (b) FZO
0.05M (c) FZO 0.1M
Terlihat bahwa kurva karakterisasi I-V
tidak linier. Hal tersebut menandakan
adanya Schottky barrier antara logam-
semikonduktor. Schottky barrier muncul
karena level fermi semikonduktor lebih
besar dari level fermi logam. Ketika logam
dan semikonduktor disambungkan, level
fermi semikonduktor menurun sehingga
terjadi pembengkokkan pita konduksi dan
valensi, pada proses itu elektron pindah
dari semikonduktor menuju logam sampai
level fermi logam dan semikonduktor
sama atau rata. Ketika level fermi telah
sama maka terbentuk dua daerah, yaitu
daerah deplesi dan daerah netral. Pada
daerah deplesi, elektron dan hole saling
meniadakan sehingga hanya terdapat ion-
ion positif dan negatif. Ion-ion tersebut
saling tolak-menolak sehingga
meningkatkan beda potensial yang
menjadi penghalang elektron dan hole
untuk berdifusi lebih lanjut. Penghalang
tersebut disebut Schottky barrier.
Schottky barrier (𝜙𝐵) pada persambungan
Metal-Semikonduktor dapat diperoleh
dengan substitusi nilai Io dalam persamaan
emisi termionik berikut:
(4.3)
dimana K adalah konstanta Boltzman, T
adalah suhu absolut, A adalah area
Schottky, 𝐴∗ adalah koefisien Richardson
efektif, dan Io adalah arus saturasi. Nilai
arus saturasi dapat diperoleh dari plot
logaritmik terhadap tegangan
seperti pada Gambar 6.
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
-18.0
-17.6
-17.2
-16.8
-16.4
-16.0
-15.6
-15.2
-14.8
-14.4
-14.0
-13.6
-13.2
Ln
[(le
qV
/kT
)/(e
qV
/kT
-1)]
Tegangan (V)
FZO 0.5M Aquades
o
(a)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
-18.8
-18.4
-18.0
-17.6
-17.2
-16.8
-16.4
-16.0
-15.6
-15.2
-14.8
-14.4
-14.0
-13.6
-13.2
-12.8
Ln
[(le
qV
/kT
)/(e
qV
/kT
-1)]
Tegangan (V)
FZO 0.5M Etanol
o
(b)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
-18.8
-18.4
-18.0
-17.6
-17.2
-16.8
-16.4
-16.0
-15.6
-15.2
-14.8
-14.4
-14.0
-13.6
-13.2
Ln
[(le
qV
/kT
)/(e
qV
/kT
-1)]
Tegangan (V)
FZO 0.5M Alkohol
o
(c)
Gambar 8. Kurva plot logaritmik
terhadap tegangan (a) FZO 0.5M
Aquades (b) FZO 0.5M Etanol (c) FZO 0.5M
Alkohol
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
-16.4
-16.2
-16.0
-15.8
-15.6
-15.4
-15.2
-15.0
-14.8
-14.6
-14.4
-14.2
-14.0
-13.8
-13.6
-13.4
-13.2
Ln
[(le
qV
/kT
)/(e
qV
/kT
-1)]
Tegangan (V)
FZO 0.01M Etanol
o
(a)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
-16.4
-16.2
-16.0
-15.8
-15.6
-15.4
-15.2
-15.0
-14.8
-14.6
-14.4
-14.2
-14.0
-13.8
-13.6
-13.4
Ln
[(le
qV
/kT
)/(e
qV
/kT
-1)]
Tegangan (V)
FZO 0.05M Etanol
o
(b)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
-16.4
-16.2
-16.0
-15.8
-15.6
-15.4
-15.2
-15.0
-14.8
-14.6
-14.4
-14.2
-14.0
-13.8
-13.6
-13.4
-13.2
-13.0
Ln
[(le
qV
/kT
)/(e
qV
/kT
-1)]
Tegangan (V)
FZO 0.1M Etanol
o
(c)
Gambar 9. Kurva plot logaritmik
terhadap tegangan (a) FZO 0.01M Etanol (b)
FZO 0.05M Etanol (c) FZO 0.1M Etanol
Setelah diperoleh nilai Io dari masing-
masing kurva arus saturasi, tinggi Schottky
barrier pada kondisi gelap diperoleh
seperti yang ditunjukkan pada Tabel 4.3.
Schottky barrier dapat pengaruhi oleh
fungsi kerja dari persambungan Ag-FZO-
Ag, permukaan film yang rata dan
homogen atau tidak dan pelebaran daerah
deplesi [17].
Tabel 4.3 Tinggi Barrier
Sensitivitas adalah salah satu
parameter untuk mengetahui performa dari
sampel film tipis yang dihasilkan.
Sensitivitas didapatkan dari pembagian
nilai arus terang dengan arus gelap seperti
pada persamaan berikut:
𝑆 = (4.4)
adalah kondisi dibawah sinar UV,
dan adalah pada keadaan gelap atau
tidak sedang disinari lampu UV. Untuk
mengetahui sensitivitas tinggi atau tidak
maka perlu dibuat perbandingan arus gelap
dan arus terang pada film seperti pada
Gambar 10.
-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10
-1.6
-0.8
0.0
0.8
1.6
FZO 0.01M Etanol
FZO 0.05M Etanol
FZO 0.1M Etanol
FZO 0.5M Etanol
FZO 0.5M Alkohol
FZO 0.5M Aquades
Aru
s (
A)
Tegangan (V)
(a) Arus gelap
(a)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
Aru
s (
A)
Tegangan (V)
0.01M Etanol
0.05M Etanol
0.1M Etanol
0.5M Etanol
0.5M Alkohol
0.5M Aquades
(b)
Gambar 10. Kurva I-V perbandingan
(a)Pola gelap (b) pola terang
Setelah didapatkan kurva perbandingan
pada arus gelap dan arus terang, kurva
sensitivitas didapat. Jika dilihat dari kurva
yang didapatkan tidak adanya nilai
sensitivitas yang terlalu signifikan ataupun
terlalu rendah, nilai sensitivitas yang
dihasilkan pada tiap sampel mengalami
kenaikan dan penurunannya masing-
masing pada saat di tegangan-tegangan
tertentu. Pada Gambar 11. menunjukkan
perbandingan sensitivitas masing-masing
sampel. Diperoleh pada saat tegangan
0.5V dan 10V nilai sensitivitas tertinggi
yaitu pada sampel FZO 0.5M Etanol.
Dimana nilai sensitivitas pada 0.5V
sampel FZO 0.5M Etanol yaitu 2.4827 µA
dan pada saat 10V nilai sensitivitasnya
meningkat sebesar 15.3237 µA.
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Sen
siti
vita
s
Tegangan (V)
0.01M Etanol
0.05M Etanol
0.1M Etanol
0.5M Etanol
0.5M Alkohol
0.5M Aquades
Gambar 11. Kurva sensitivitas
4. Kesimpulan
Bentuk morfologi permukaan berubah
pada tiap sampel yang dihasilkan.
Peningkatan ukuran partikel (bulir) juga
terjadi pada film tipis FZO yang
dihasilkan. Ukuran partikel menurun
ketika molaritas semakin kecil. Hal
tersebut menandakan adanya pengaruh
beda pelarut dan molaritas pada film
tipis FZO. Beda pelarut dan molaritas
juga dapat meningkatkan nilai
absorbansi. Beda pelarut dan molaritas
dapat menurunkan energi gap. Energi
gap terendah dihasilkan pada sampel
FZO 0.5M Etanol. Pada karakterisasi
XRD, tipisnya lapisan yang terbentuk
membuat puncak ZnO tidak diperoleh.
FZO 0.5M Etanol memiliki nilai
sensitivitas tertinggi dibandingkan
sampel lain karena memiliki arus gelap
cukup rendah dan arus terang yang
tinggi.
Daftar pustaka
[1].
http://digilib.unila.ac.id/14348/4/BA
B%20II.pdf (diakses tanggal 15
November 2019)
[2]. S. Syamsuluri et al.,
“Concentration on the Optical
Behavior and Structure,” pp. 1-
11
[3]. C. Aydin, M.S. Abd El-sadek,
Kaibo Zheng, et al. Properties of
nanocrystalline Fe-doped ZnO
via sol-gel calcination technique.
Journal of Optics and Laser
Technology 48 pp. 447-452
[4]. T. Srinivasulu, K. Saritha, K.T.
Ramakrishna Reddy.2017.
Synthesis and characterization of
Fe-doped ZnO thin films
deposited by chemical spray
pyrolysis. Modern Electronic
Materials. 3: 76-85
[5]. T. Srinivasulu, K. Saritha, K.T.
Ramakrishna Reddy. 2017.
Physical Properties of Spray
Deposited Fe:ZnOThin Films.
Materials Today: Proceedings.
Vol 4 p.12571–12576
[6]. Zhang, Y., Chung, J., Lee, J.,
Myoung, J., Lim, S., 2011.
Synthesis of ZnO nanospheres
with uniform nanopores by a
hydrothermal process, Journal of
Physics and Chemistry of Solids,
72, 1548–1553
[7]. Kanade, K.G., Kale, B.B., Aiyer,
R.C., Das, B.K., 2006. Effect of
solvents on the synthesis of
nano-size zinc oxide and its
properties. Materials Research
Bulletin, 41, 590–600
[8]. James R. Sowers and M. Epstein,
“Sintesis Partikel Nano ZnO
Dengan Metode Kopresipitasi
Dan Karakterisasinya, “Am.
Hear. Assoc. J., vol. 26, pp. 869-
879, 1995
[9]. Khatibani Bagheri A. and Rozati
S.M,“Synthesis and
characterization of amorphous
alumunium oxide thin film
prepared by spray pyrolysis:
effects of substrate
temperature,”Journal of non-
crystalline solids,Vol.363
pp.121-133, 2013
[10].
https://bisakimia.com/2016/09/0
3/bagaimana-menentukan-
pelarut-yang-tepat/, (diakses
tanggal 7 Desember 2019)
[11]. D. Anggoro, R. Syarifah, H.
Sunarno et al, “Karakterisasi
Pengaruh Temperatur Kalsinasi
pada Intensitas Emisi Material
Luminisensi ZnO:Zn,” Jurnal
Fisika dan Aplikasinya, No.3
Vol.14 , Oktober, 2018
[12]. Maddu, A., dkk, 2010, Pengaruh
Ketebalan Terhadap Sifat Optik
Lapisan Semikonduktor Cu2O
yang Dideposisikan dengan
Metode Chemical Bath
Deposition, Pusat Penelitian
Fisika-LIP, Departemen Fisika-
FMIPA, Institut Pertanian Bogor,
Kampus IPB Darmaga, Indonesia
[13]. Wilda Amananti. Analisis Sifat
Optis Lapisan Tipis ZnO, TiO2,
TiO2:ZnO, dengan dan Tanpa
Lapisan Penyangga yang
Dideposisikan Menggunakan
Metode Sol-Gel Spray Coating.
Jurnal Fisika Indonesia No:55,
Vol XIX, Mei 2015. ISSN:1410-
2994, Jurusan Fisika
[14]. Amutha C. A. Etc, “Influence of
concentration on structural and
optical characteristics of
nanocrystalline ZnO thin film
synthesized by sol-gel dip
coating method,” Progress in
nanotechnology and
nanomaterialsVol.3(1), pp.13-18,
2014
[15]. Sugianto, etc, “Pengaruh
temperatur annealing pada sifat
listrik film tipis zinc oksida
doping alumunium oksida,”
Jurnal MIPA UNNESVol. 39 (2),
pp. 155-122, 2016
[16]. Nurfani Eka, etc, “Electrical
properties of ZnO-based
photodetector prepared by room
temperature dc unbalanced
magnetron sputtering,” SPIE
Vol.10150 1015013-1, 2016
[17]. Nur Amin.2007.”Analisis sifat
listrik persambungan M-S-M
pada film tipis Al x Ga 1-x N
yang ditumbuhkan diatas substrat
silikon(111) dengan metode DC
Magnetrin Sputtering “.Jurusan
Fisika. Fakultas Matematika dan
Ilmu Pengetahuan Alam:
Universitas Negeri Semarang
