nanoteknologi adalah ilmu dan rekayasa dalam menciptakan material

20
Nanoteknologi adalah ilmu dan rekayasa dalam menciptakan material, struktur fungsional, maupun piranti alam skala nanometer. Material berukuran nanometer memiliki sejumlah sifat kimia dan fisika yang lebih unggul dari material berukuran besar (bulk). Disamping itu material dengan ukuran nanometer memilki sifat yang kaya karena menghasilkan sifat yang tidak dimiliki oleh material ukuran besar. Sejumlah sifat tersebut dapat diubah-ubah dengan melalui pengontrolan ukuran material, pengaturan komposisi kimiawi, modifikasi permukaan, dan pengontrolan interaksi antar partikel. Material nanopartikel adalah material-material buatan manusia yang berskala nano, yaitu lebih kecil dari 100 nm, termasuk di dalamnya adalah nanodot atau quantum dot, nanowire dan carbon nanotube. Selain nanopartikel juga dikembangkan material nanostruktur, yaitu material yang tersusun oleh beberapa material nanopartikel. Untuk menghasilkan material nanostruktur maka partikel-partikel penyusunnya harus diproteksi sehingga apabila partikel-partikel tersebut digabung menjadi material yang berukuran besar maka sifat individualnya dipertahankan. Sifat material nanostruktur sangat bergantung pada (a) ukuran maupun distribusi ukuran, (b) komponen kimiawi unsur-unsur penyusun material tersebut, (c) keberadaan interface (grain boundary), dan (d) interaksi antar grain penyusun material nanostruktur. Quantum dot adalah material berukuran kurang dari 100 nanometer yang mengurung elektron secara 3-dimensi, baik arah x, y dan z. Hal ini dimungkinkan karena diameter dari quantum dot tersebut sebanding dengan panjang gelombang dari elektron. Nanowire adalah material berukuran nanometer yang dapat mengurung elektron secara 2-dimensi dan bebas bergerak di dimensi yang ketiga, yaitu ke depan atau ke belakang. Sintesis nanopartikel

Upload: nellanello-siiladyboyo

Post on 10-Nov-2015

299 views

Category:

Documents


7 download

DESCRIPTION

oooo

TRANSCRIPT

Nanoteknologi adalah ilmu dan rekayasa dalam menciptakan material, struktur fungsional, maupun piranti alam skala nanometer. Material berukuran nanometer memiliki sejumlah sifat kimia dan fisika yang lebih unggul dari material berukuran besar (bulk). Disamping itu material dengan ukuran nanometer memilki sifat yang kaya karena menghasilkan sifat yang tidak dimiliki oleh material ukuran besar. Sejumlah sifat tersebut dapat diubah-ubah dengan melalui pengontrolan ukuran material, pengaturan komposisi kimiawi, modifikasi permukaan, dan pengontrolan interaksi antar partikel. Material nanopartikel adalah material-material buatan manusia yang berskala nano, yaitu lebih kecil dari 100 nm, termasuk di dalamnya adalah nanodot atau quantum dot, nanowire dan carbon nanotube. Selain nanopartikel juga dikembangkan material nanostruktur, yaitu material yang tersusun oleh beberapa material nanopartikel. Untuk menghasilkan material nanostruktur maka partikel-partikel penyusunnya harus diproteksi sehingga apabila partikel-partikel tersebut digabung menjadi material yang berukuran besar maka sifat individualnya dipertahankan. Sifat material nanostruktur sangat bergantung pada (a) ukuran maupun distribusi ukuran, (b) komponen kimiawi unsur-unsur penyusun material tersebut, (c) keberadaan interface (grain boundary), dan (d) interaksi antar grain penyusun material nanostruktur. Quantum dot adalah material berukuran kurang dari 100 nanometer yang mengurung elektron secara 3-dimensi, baik arah x, y dan z. Hal ini dimungkinkan karena diameter dari quantum dot tersebut sebanding dengan panjang gelombang dari elektron. Nanowire adalah material berukuran nanometer yang dapat mengurung elektron secara 2-dimensi dan bebas bergerak di dimensi yang ketiga, yaitu ke depan atau ke belakang. Sintesis nanopartikel dapat dilakukan dalam fasa padat, cair, maupun gas. Proses sintesis pun dapat berlangsung secara fisika atau kimia. Proses sintesis secara fisika tidak melibatkan reaksi kimia. Yang terjadi hanya pemecahan material besar menjadi material berukuran nanometer, atau penggabungan material berukuran sangat kecil, seperti kluster, menjadi partikel berukuran nanometer tanpa mengubah sifat bahan. Proses sintesis secara kimia melibatkan reaksi kimia dari sejumlah material awal (precursor) sehingga dihasilkan material lain yang berukuran nanometer. Contohnya adalah pembentukan nanopartikel garam dengan mereaksikan asam dan basa yang bersesuaian. Secara umum, sintesis nanopartikel akan masuk dalam dua kelompok besar. Cara pertama adalah memecah partikel berukuran besar menjadi partikel berukuran nanometer. Pendekatan ini kadang disebut pendekatan top-down. Pendekatan kedua adalah memulai dari atom-atom atau molekul-molekul yang membentuk partikel berukuran nanometer yang dikehendaki. Pendekatan ini disebut bottom-up. Kedua kelompok besar dalam mensintesis nanopartikel telihat pada gambar 2.1. (Abdullah, M. 2008)

Gambar 2.1. Dua pendekatan sintesis nano partikel : top-down dan bottom-up2.2.Material ZnOSeng Oksida (Zn0) merupakan salah satu persenyawaan dari logam Zn yang tergolong senyawa oksida. Secara umum, Zn0 dapat dibuat dengan mereaksikan logam Zn dan oksigen pada suhu tinggi. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :Zn2+ + 02+ Zn0Zn0 terjadi sebagai bubuk putih umumnya dikenal sebagai seng putih atau sebagai zincite mineral. Mineral biasanya berisi sejumlah unsur mangan dan lainnya dan kuning kewarna merah. Oksida seng kristal termo-kromat, berubah dari putih ke kuning ketika dipanaskan dan di udara beralih ke putih pada pendinginan. Perubahan warna seperti ini terjadi karena perbedaan temperatur, dikenal sebagai sifat termokromik. Perubahan warna seng oksida tersebut karena pemanasan, beberapa atom oksigen hilang dari kisi kristalnya sehingga meninggalkan kisi kristal dalam keadaan kelebihan muatan negatif dan ini menghasilkan warna yang berbeda,kelebihan muatan negatif (elektron) dapat di pindahkan melalui kisi kristal dengan perbedaan potensial. Jadi, seng oksida ini bersifat sebagai semikonduktor. Pada pendinginan, atom-atom oksigen yang keluar dari kisi pada pemanasan tersebut kembali lagi ke posisi semula sehingga diperoleh warna semula. ZnO mempunyai kisi kristal dengan struktur wurtzit dan memiliki lattice hexagonal terdiri dari Zn2+ dan 02+, setiap ion seng dikelilingi oleh ion 02 yang berbentuk tetrahedral.Struktur sangat dipengaruhi oleh pita energi dan dinamika (lattice) kisi.Besarnya band gap semikonduktor zinc Oxide adalah 3,37 eV dan besar eksitasi energi ikat 60 meV.Sifat fisika dari material keramik semikonduktor Zinc Oxide (ZnO) adalah memiliki band gap yang bagus jika dibandingkan dengan material lainnya.sifat kimia dari marerial keramik semikonduktor Zinc Oxide (ZnO) adalah memiliki laju reaksi yang cepat. Zinc Oxide (ZnO) sebagai material keramik semikonduktor merupakan bahan dengan konduktivitas yang berada diantara isolator (penghantar listrik yang buruk) dan konduktor (penghantar listrik yang baik).Material semikonduktor bersifat sebagai isolator pada temperature yang sangat rendah namun pada temperature ruangan bersifat sebagai konduktor. Semikonduktor sangat berguna karena sifat konduktifitasnya dapat dirubah dan dikontrol dengan memberi materi lain atau menambahkan ketidakmurnian (doping).Doping merupakan pengotor bahan semikonduktor. Dalam semikonduktor terdapat band gap(pita energi) dimana range energi dalam suatu zat padat dimana tidak ada elektron yang berada pada keadaan stabil. Struktur pita elektron dari padatan umumnya pita energy terdapat perbedaan energi dalam elektron volt diantara pita valensi dan pita konduksi dimana ditemukan isolator dan semikonduktor. Pada suhu yang rendah,electron dalam semikonduktorhanya menempati tingkat energi pada pita valensi.Jika mendapat energy yang cukup,maka elektron yang berada pada pita valensi dapat meloncat kepita konduksi. Loncatan tersebut akan meninggalkan keadaan kosong di pita valensi yang dikenal dengan hole.Dalam bulk material semikonduktor tingkat energy sangat berdekatan satu dengan yang lainnya. Sehingga tingkat energinya digambarkan continue,yang berarti pada daerah tersebut tidak ada perbedaan energi. Daerah dimana keberadaan elektron tidak diijinkan disebut dengan bandgap (Putri,R.2011).

Gambar 2.2 Tingkat energi pada semikonduktor2.3. Struktur Kristal ZnO dan Parameter KisiPada tekanan dan temperatur lingkungan, struktur kristal ZnO adalah wurtzite seperti yang ditunjukan pada gambar 2.4. Seng Oksida (ZnO) merupakan kristal senyawa ionik terdiri atas kation-kation dan anion-anion yang tersusun secara teratur dan berulang (periodik). Pola susunan yang teratur dan berulang dari ion-ion yang terdapat dalam suatu kristal menghasilkan kisi kristal dengan bentuk struktur tertentu. Seng oksida mempunyai struktur intan dengan jaringan ikatan kovalen. Kristal ZnO memiliki 3 bentuk umum, yaitu wurtzite heksagonal, zincblende kubus, dan rocksalt kubus .Struktur wurtzite merupakan struktur yang paling stabil dan paling banyak dijumpai.Berdasarkan struktur tersebut, ikatan kimia antara atom Zn dan atom O cenderung mengarah kepada ikatan ion karena kuatnya sistem polarisasi antara kedua atom tersebut. Ikatan Zn-O menyebabkan atom Zn menjadi sangat positif dan atom O menjadi sangat negatif. Tetapi pada akhirnya, kedua atom tersebut membentuk molekul yang netral.

Gambar 2.3. Struktur wurtzite heksagonal ZnO. Atom O ditampilkan sebagai bulatan hijau besar, Zn atom sebagai bulatan hitam kecil.Kisi heksagonal dikarakterisasi dengan melihat hubungan subkisi (sublattice) Zn2+ dan O2-, dimana ion Zn dikelilingi oleh ion tetrahedral dan sebaliknya. Struktur kristal wurtzite yang simetrinya hexagonal, dikarenakan ada 12 ion oksigen (O2-) yang berada ditiap sudut atas dan bawah yang membentuk suatu prisma heksagonal. Setiap ion Zn2+ maupun O2- merupakan pusat tethahedral dari keempat ion tetangganya. ZnO yang memiliki struktur kristal wurtzite heksagonal dengan parameter kisi a dan c yang dapat dihitung dengan persamaan.(Nanda,2010).

Ukuran kristal ZnO dapat dihitung dengan menggunakan persamaan scherrer, yaitu :

dengan : D = Ukuran kristal = Panjang gelombang = FWHM (full width half maximum) = Sudut difraksia, c = Parameter kisiParameter kisi dan konstanta fisik kristal wurtzite ZnO dinyatakan padatabel 2.1.Tabel 2.1 Parameter kisi dan konstanta fisik kristal wurtzite ZnO

2.4.Metoda Sol-GelProses Sol-gel menggunakan prekursol inorganik atau logam organik. Di dalam air (aqueous) dan larutan organik, prekursor akan mengalami reaksi hidrolisis dan kondensasi. Pada umumnya prekursor yang digunakan yaitu logam alkoksida M (OR)n dimana R adalah senyawa alkyl. Alkoksida dilarutkan dalam paren alkohol dan dihidrolisis dengan penambahan air. Dari larutan prekursor tersebut akan terbentuk sol. Perubahan bentuk sol menjadi bentuk gel terjadi melalui reaksi hidrolisis dan reaksi kondensasi. Reaksi hidrolisis mengganti ligan alkoksida menjadi ligan hidroksil. Pada reaksi hidrolisis terjadi penempelan ion hidroksil pada atom logam dengan pemutusan pada salah satu ikatan logamalkoksida atau garam anorganik. Kemudian molekul yang telah terhidrolisis dapatbergabung membentuk hasil reaksi kondensasi, dimana dua logam digabungkan melalui rantai oksigen. Polimer-polimer besar terbentuk saat reaksi hidrolisis dan kondensasi berlanjut, yang akhirnya menghubungkan polimer-polimer tersebut ke dalam bentuk gel.Untuk mendapatkan produk oksida, ada satu tahap lanjutan pada proses sol-gel yaitu perubahan bentuk gel menjadi produk oksida melalui drying dan firing. Gel biasanya tersusun atas material amorf yang terdapat pori-pori berisi cairan. Cairan ini harus dihilangkan sehingga gel menjadi xerogel atau dry gel melalui proses drying.Selama firing, xerogel atau dry gel mengalami densifikasi dan perubahan bentuk struktur kristal (menjadi glass atau kristalin). Metode Sol-Gel dikenal sebagai salah satu metode sintesis nanopartikel yang cukup sederhana dan mudah. Metode ini merupakan salah satu wet method karena pada prosesnya melibatkan larutan sebagai medianya. Pada metode Sol-Gel, sesuai dengan namanya larutan mengalami perubahan fasemenjadi sol (koloid yang mempunyai padatan tersuspensi dalam larutannya) dan kemudian menjadi gel (koloid tetapi mempunyai fraksi solid yang lebih besar dari pada sol).Metode sintesis menggunakan sol-gel untuk material berbasis oksida berbeda-beda bergantung prekursor dan bentuk produk akhir, baik itu powder, film, aerogel, atau serat. Struktur dan sifat fisik gel sangat bergantung pada beberapa hal, diantaranya : Pemilihan bahan baku material Laju hidrolisis dan kondensasi Modifikasi kimiawi dari sistem sol-gelMetode sol-gel cocok untuk preparasi thin film dan material berbentuk powder. Tujuan preparasi ini agar suatu material keramik dapat memiliki fungsional khusus (elektrik, opik, magnetik, dll). Metode sol-gel memiliki keuntungan antara lain: Untuk partikel halus, rentang ukuran 0,1 sampai beberapa micron Mudah dalam kontrol komposisi (kehomogenan komposisi kimia baik) Temperatur proses rendah Biaya murahDiagram proses tersebut dapat dilihat pada gambar :

2.5 .Pelapisan (coating)Coating atau pelapisan, pada dasarnya adalah proses untuk melapisi suatu bahan dasar (substrat) dengan maksud dan tujuan tertentu.Hal yang menentukan sifat-sifat suatu coating adalah komposisi dari coating itu sendiri. Umumnya coating mengandung empat bahan dasar, yaitu binder, pigmen, solven dan aditif. Sangatlah penting bagi formulator untuk memahami fungsi dari bahan-bahan dasar ini dan mengetahui bagaimana mereka saling berinteraksi.1.BinderBinder berfungsi sebagai pengikat antara komponen coating dan juga bertanggung jawab terhadap gaya adhesi coating terhadap substrat. Terdapat banyak binder yang telah dikenal, diantaranya alkyd, vinyl, resin alam, epoxy dan urethane. Hal yang perlu diketahui tentang binder adalah bagaimana mereka mengalami curing. Pada umumnya binder dapat mengalami curing dengan dua cara. Pertama adalah melalui evaporasi solven. Binder yang mengalami curing seperti ini disebut binder thermoplastic atau non-covertible. Kedua adalah lewat reaksi kimia selama atau setelah proses pengecatan. Binder ini dikenal sebagai binder thermosetting. Selain itu, hal yang harus dipahami dari binder adalah viskositas.2.PigmenPigmen merupakan pemberi warna dari coating. Selain berfungsi dalam hal estetika, pigmen juga mempengaruhi ketahanan korosi dan sifat fisika dari coating itu sendiri. Pigmen dapat dikelompokkan menjadi pigmen organik dan anorganik. Pigmen anorganik contohnya adalah titanium oksida dan besi oksida. Ti02 merupakan pigmen putih yang paling banyak digunakan, biasanya untuk coating eksterior. Ti02 mempunyai indeks refleaksi yang tinggi dan stabil terhadap sinar ultraviolet dari sinarmatahari yang dapat mendegradasi binder coating. Besi oksida merupakan pigmen merah yang digunakan untuk coating primer atau topcoat. Terdapat juga extender pigmen yang memberikan sedikit pengaruh terhadap warna dan ketahanan korosi namun banyak mempengaruhi sifat-sifat coating seperti densitas, aliran, hardness dan permeabilitas. Contohnya adalah kalsium karbonat, kaolin, talc dan brium sulfat,153. SolvenKebanyakan coating memerlukan solven untuk melarutkan binder dan memodifikasi viskositas. Hal terpenting yang harus diperhatikan dalam penentuan solven adalah kemampuannya dalam melarutkan binder dan komponen coating yang lain. Prinsip kelarutan sangatlah sederhana, yaitu like dissolves like. Artinya solven polar akan melarutkan senyawa yang polar juga. Selain itu laju penguapan solven juga perlu diperhatikan. Solven yang mempunyai tekanan uap tinggi sehingga menguap dengan cepat disebut fast atau hot solvent, sedangkan yang lambat disebut slow solvent. Laju penguapan mempengaruhi sifat-sifat coating dan beberapa cacat dapat disebabkan karena ketidakcocokan dalam pemilihan solven. Jika solven menguap terlalu cepat, coating tidak cukup waktu untuk membentuk lapisan halus dan kontinu4. AditifAditif adalah senyawa-senyawa kimia yang biasanya ditambahkan dalam jumlah sedikit, namun sangat mempengaruhi sifat-sifat coating. Contoh bahan additive antara lain drters untuk mempercepat pengeringan di udara, anti oxidant untuk mencegah proses oksidasi coating selama disimpan ditempatnya, dispersant untuk mendispersikan pigmen dalam coating agar homogen, thickeners untuk menambah viskositas coating, filter untuk meningkatkan volume coating.Dari campuran bahan-bahan tersebut coating memiliki beberapa sifat tertentu, antara lain : Adhesion,yaitu daya ikat antara permukaan coating dengan substrat. Flexibility, yaitu kelenturan caoting atau kemampuan lapisan coating untuk tidak merobek ketika diberi rengangan. Hardness, yaitu kekerasan pada permukaan coating. Abration resistance, yaitu ketahanan terhadap abrasi. Permeability, yaitu sifat untuk melewatkan molekul atau ion pada lapisan coating. Ristance to microorganism, yaitu ketahanan terhadap pertumbuhan mikroorganisme seperti jamur dan bakteri pada permukaan coating. Ageing of faint fcCm, yaitu umur coating pada lingkungan2.5.1. Spin coating (Pelapisan Putaran)Spin coating berasal dari dua kata yaitu spin dan coating. Bila diterjemahkan dalam bahasa Indonesia, spin berarti putaran, dan coating berarti pelapisan. Maka secara singkat spin coating diartikan sebagai suatu metode pelapisan dengan menggunakan putaran. Spin coating merupakan prosedur yang digunakan untuk menerapkan film tipis seragam untuk substrat datar. Sejumlah bahan pelapis ditempatkan pada subtrat, yang kemudian diputar dengan kecepatan tinggi dalam untuk menyebarkan cairan dengan gaya sentrifugal. Sejumlah mesin yang digunakan untuk coating spin disebut coater spin atau spinner. Metode spin coating adalah suatu proses yang mudah dan umum dilakukan untuk pelapisan polimer atau photoresist pada wafer silicon. Setelah penetesan pelapisan pada wafer, tingkat pelapisan dikendalikan oleh gaya sentrifugal dari putaran yang tegak lurus dengan wafer. Pada kecepatan putaran yang randah, bahan pelapis menyebar pada wafer, pada kecepatan putaran yang tinggi (2.000- 4000 rpm) akan membentuk film tipis. Metode spin coating adalah suatu cara yang sederhana dan efektif untuk membuat film tipis dengan variasi ketebalan dikendalikan parameter waktu dan kecepatan putaran juga kekentalan dan kerapatan dari bahan pelapis yang digunakan. Semakin tinggi kecepatan sudut putar, lapisan yang diperoleh akan semakin tipis. Ketebalan film ini juga tergantung pada konsentrasi larutan. Spin coating secara luas digunakan dalam microfabrication, dimana dapat digunakan untuk membuat film tipis dengan ketebalan dibawah 10 nm. Hal ini digunakan secara intensif dalam photolithography, untuk lapisan photorisest dengan tebal sekitar 1 micromete.

Gambar 2.4. Spincoater2.5.2.Proses Spincoating.Secara umum proses spin coating terdiri dari tiga tahap, yaitu : Tahap penetesan cairan (dispense)Pada bagian ini cairan dideposisikan di atas permukaan substrat, kemudian diputar dengan kecepatan tinggi. Kemudian lapisan yang telah dibuat akan dikeringkan sampai pelarut pada lapisan tersebut benar-benar sudah menguap. Proses ini dibagi menjadi dua macam, yaitu: Static dispense merupakam proses disposisi sederhana yang dilakukan pada larutan di atas pusat substrat dan dynamic dispense merupakan proses deposisi dengan kecepatan putar yang kecil kira-kira 500 rpm.

Gambar 2.5. Tahap penetasan solb. Tahap percepatan spin coatingSetelah tahap penetesan cairan, larutan dipercepat dengan kecepatan yang relatif tinggi. Kecepatan yang digunakan pada substrat ini akan mengakibatkan adanya gaya sentrifugal dan turbulensi cairan. Kecepatan yang digunakan antara 1500-6000 rpm dan tergantung pada sifat cairan terhadap substrat yang digunakan. Waktu yang digunakan kira-kira 10 -20 detik bahkan sampai 10menit.c. Tahap pengeringanTahap ini merupakan tahap yang sangat penting untuk menghasilkan film tipis. Proses ini akan menghilangkan sisa-sisa pelarut dan bahan tambahan lain yang ada pada bahan pelapis.Pada tahap ini terbentuk lapisan tipis murni dengan suatu ketebalan tetentu. Tingkat ketebalan lapisan yang terbentuk bergantung pada tingkat kelembaban dasar substrat. Adanya kelembaban yang kecil menyebabkan ketebalan lapisan murni yang terbentuk akan menjadi semakin besar.2.5.3. SubstratPada penumbuhan film tipis diperlukan substrat sebagai tempat untuk tumbuhnya film tipis. Substrat yang digunakan adalah yang memiliki parameter kisi dan koefisien termal yang hampir sama dengan film tipis. Fungsi substrat dalam pembuatan film tipis adalah Sebagai penunjang interkoneksi dan perakitan devais Sebagai isolator dan tempat pelapisan serta pembentukan pola jalur konduktor dan komponen pasif Media panas penyalur rangkaian Sebagai lapisan dielektrik untuk rangkaian-rangkaian frekuensi tinggi.Kaca adalah bahan yang tidak padat, karena molekul-molekunya disusun secara acak seperti zat cair, namun kohesinya membuat bentuknya menjadi stabil. Karena susunannya acak seperti zat cair itulah maka kaca terlihat transparan.

2.6.Film TipisDeposisi film tipis telah menjadi subjek studi intensif selama hampir satu abad, banyak metode yang telah dikembangkan dan ditingkatkan. Teknik seperti yang telah dikembangkan dan banyak digunakan dalam industri, yang selanjutnya memberikan kekuatan besar untuk pendorong pengembangan lebih lanjut dan perbaikan teknik deposisi. Metode pertumbuhan film secara umum dapat dibagi menjadi dua kelompok: fase uap deposisi dan pertumbuhan berbasis cairan. Misalnya, penguapan, molekul epitaksi balok (MBE), sputtering, deposisi uap kimia (CVD), dan deposisi lapisan atom (ALD). Contoh yang terakhir elektrokimia deposisi, kimia deposisi solusi (CSD), Langmuir-Blodgett film dan rakitan monolayers (SAM). Deposisi film melibatkan proses dominan yang heterogen termasuk reaksi kimia yang heterogen, penguapan, absorbsi dan desorbsi pada pertumbuhan permukaan , dan heterogen pertumbuhan permukaan nukleasi. Selain itu, sebagian deposisi dan karakterisasi film yang proses. Apabila lapisan tipis yang ditumbuhkan memiliki kesamaan sifat-sifat kimia, parameter kisi dan struktur kristal, dan struktur kristal dengan substrat maka proses penumbuhannya disebut proses homoepitaksi, contoh: Si di atas Si. Sehingga tidak memiliki ketidaksesuaian kisi dan regangan kisi. Sedangkan apabila lapisan tipis yang ditumbuhkan tidak memiliki kesamaan dalam sifat-sifat kimia, parameter kisi, dan struktur kristal dengan substrat maka proses penumbuhannya disebut Heteroepitaksi, contoh: Si di atas substrat Al2O3 sehingga memiliki ketidaksesuaian kisi, regangan kisi dan akan muncul cacat kristal.Ada beberapa teknik yang digunakan dalam penumbuhan film tipis, yaitu:1. reaksi fisika yaitu: Sputtering (DC atau RF) dan Pulsed Laser Deposition (PLD).2. Metoda Chenical Vapor Deposition (CVD) merupakan deposisi uap dengan reaksi kimia, yaitu: Metal Organic Chemical Vapor Deposition(MOCVD), Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) dan Low Pressure Chemical Vapor Deposition (LPCVD)2.7. Sifat Optik Film Tipis ZnOKarakterisasi sifat optik film tipis bertujuan untuk melihat spectrum absorbansi dan reflektansi film tipis sehingga dapat ditentukan sumber cahaya yang akan digunakan saat film tipis ZnO dijadikan sensor. Bahan transparan dengan tingkat keionikan yang tinggi, polarisasi yang terjadi akan semakin besar karena adanya ion-ion terdapat dalam bahan transparan yang turut andil dalam mempengaruhi besarnya polarisasi, sedangkan untuk bahan dengan tingkat keelektrolitan rendah dan nonelektrolit, polarisasi yang terjadi hanya dipengaruhi oleh sifat-sifat optik dari bahan.Sifat optik film tipis sangat dipengaruhi oleh struktur pita energi. Sifat optik film tipis ZnO terletak diantara 1,9 eV sampai 3,44 eV dan dikenal sebagai band gap. Sifat optik film tipis ZnO dikaji berdasarkan transmisi optik dan koefiensi spektrum dari film tipis. Koefiesien obsorbsi ZnO diperoleh dengan mengkaji karakteristik spektrum transmisi film tipis ZnO, dengan mengukur transmisi sebagai punsi gelombang yang persamaannya sebagai berikut : (Ilican,dkk.2008)

dengan: = koefisien absorsi optikt = ketebalanT = transmisiH=konstanta PlankV=frekuensi poton insideCD=Konstanta

2.8.. Karakterisasi Nanopartikel ZnO

2.8.1. XRD (X-Ray DiffractionPenentuan struktur kristal suatu padatan dapat ditentukan dengan menggunakan difraksi sinar- X sehingga diperoleh derajat kespesifikan dan ketelitian yang tinggi. Difraksi sinar- X akan terjadi jika sinar tersebut dijatuhkan pada sejumlah kisi,dimana jarak kisi hampir sama dengan panjang gelombang sinar tersebut.Pada atom-atom kristal jarak antar atom beraturan dan mendekati panjang gelombang sinar-X,maka Von Laue mengemukakan bahan atom-atom tersebut menbentuk sebuah kisi difraksi. Untuk memperoleh interferensi kontruktif di dalam sinar yang didifraksikan dari keseluruhan bidang dalam arah maka sinar dari bidang-bidang terpisah haruslah saling memperkuat, seperti dilukiskan pada gambar

Gambar 2.6. Peristiwa difraksi sinar-xHal ini berarti perbedaan jalan untuk sinar-sinar dari bidang-bidang yang berdekatan haruslah kelipatan bulat dari panjang gelombangnya dan mengikuti aturan Bragg yaitu persamaan :2 dhkl sin = n dhkl = a = dengan : d = jarak antar kristal = sudut pengukuran (sudut difraksi) = panjang gelombang sinar Xn = 1 (bilangan bulat positif)a = nilai rata-rata parmeter kisidhkl = jarak antar atom dalam kisi kristalXRD (X- Ray Diffraction) juga merupakan teknik analisis yang cepat yang digunakan untuk identifikasi maretial berupa srtuktur kristal ,pengaturan jarak antar atom dan mengetahui informasi tentang dimensi sel satuan.Kelebihan mengunakan XRD yaitu dapat mengidentifikasikan kandungan material yang belum diketahui,penafsiran data secara luas,tidak menimbulkan kerusakan pada sampel yang diuji,digunakan untuk mengidentifikasikan fasa-fasa kristal yang terdapat dalam suatu material,dan dapat digunakan untuk analisa kuantitatif dari suatu fraksi campuran.Aplikasi umumnya identifikasi suatu senyawa asing berdasarkan puncak kristal, studi variable temperatur, pengukuran tepat dari konstanta-konstanta kisi dan pemurnian dari koordinat atomic.Sampel biasanya berupa bubuk, padatan, film,atau pita dengan minimum bahan yang diperlihatkan hanya mg namun sampel dengan jumlah gram yang besar didapatkan juga keakuratan yang lebih baik.