STRUKTUR KRISTAL FILM Ba x Sr 1-x TiO 3 DENGAN VARIASI FRAKSI MOL (x = 0,5 ; 0,6 ; 0,7 ; 0,8) HERWANDI SAPUTRA

(1)

STRUKTUR KRISTAL FILM Ba

x

Sr

1-x

TiO

3

DENGAN VARIASI

FRAKSI MOL (x = 0,5 ; 0,6 ; 0,7 ; 0,8)

HERWANDI SAPUTRA

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR 2014

(2)

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN

SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Struktur Kristal Film BaxSr1-xTiO3 dengan Variasi Fraksi Mol (x = 0,5 ; 0,6 ; 0,7 ; 0,8)adalah benar karya saya denganarahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.

Bogor, 29 Januari 2014

Herwandi Saputra

(3)

ABSTRAK

HERWANDI SAPUTRA. Struktur Kristal Film BaxSr1-xTiO3 dengan Variasi Fraksi Mol (x = 0,5 ; 0,6 ; 0,7 ; 0,8). Dibimbing oleh ARDIAN ARIEF, M.Si dan Dr. Ir. IRZAMAN, M.Si.

Film BaxSr1-xTiO (BST) telah berhasil dibuat dengan menumbuhkan BST di permukaan substrat Si(100) tipe-p dengan menggunakan metode chemical

solution deposition (CSD)dengan teknik spin coating pada kecepatan putar 3000

rpm selama 30 detik. Film BST dibuat dengan variasi fraksi mol (x = 0,5 ; 0,6 ; 0,7 ; 0,8) dan proses annealing pada suhu 850°C selama 22 jam. Karakterisasi sampel BST diperoleh menggunakan alat X-ray diffractometer. Hasil karakterisasi

X-ray diffractometer menunjukkan bahwa struktur kristal yang paling baik

dihasilkan pada fraksi mol x=0,5 dengan intensitas difraksi tertinggi danukuran kristal 25,55 nm, sedangkan intensitas difraksi terendah dimiliki oleh film BST dengan fraksi mol x=0,8 dan ukuran kristal 41,86 nm.

Kata kunci:annealing, BST, chemical solution depositon, XRD.

ABSTRACT

HERWANDI SAPUTRA.Crystal Structure of BaxSr1-xTiO3Film with Mole Fraction Variation (x = 0,5 ; 0,6 ; 0,7 ; 0,8). Supervised by ARDIAN ARIEF, M.SiandDr. Ir. IRZAMAN, M.Si.

BaxSr1-xTiO (BST) film has been successfully made by growing BST on substrate surface Si (100) p-type with chemical solution deposition methode and spin coating technique at 3000 rpmrotational speed for 30 seconds. BST film made with mole fraction variation (x = 0,5 ; 0,6 ; 0,7 ; 0,8) and annealing process at a temperature of 850 °C for 22 hours. Characterization of BST samples obtained using X-ray diffractometer. The results of X-ray diffractometer characterization showed that the best crystal structure resulting in x = 0,5 mole fraction with the highest diffraction intensity and 25,55 nm crystal size, while the lowest diffraction intensity is owned by BST films with x = 0,8 mole fraction and the crystal size of 41,86 nm.

(4)

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains

pada

Departemen Fisika

STRUKTUR KRISTAL FILM Ba

x

Sr

1-x

TiO

3

DENGAN VARIASI

FRAKSI MOL (x = 0,5 ; 0,6 ; 0,7 ; 0,8)

HERWANDI SAPUTRA

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR 2014

(5)

Judul Skripsi :Struktur Kristal Film BaxSr1-xTiO3 dengan Variasi Fraksi Mol (x = 0,5 ; 0,6 ; 0,7 ; 0,8)

Nama : Herwandi Saputra NIM : G74080061

Disetujui oleh

Ardian Arief, M.Si Pembimbing I

Dr. Ir. Irzaman, M.Si Pembimbing II

Diketahui oleh

Dr. Akhiruddin Maddu, M.Si Ketua Departemen Fisika

(6)

PRAKATA

Segala puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan tugas akhir yang berjudulStruktur Kristal Film BaxSr1-xTiO3 dengan Variasi Fraksi Mol (x=0,5;0,6;0,7;0,8). Tugas akhir ini disusun sebagai syarat kelulusan program sarjana pada Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.

Penulis sangat berterima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dan memberikan dukungan yaitu:

 Orang tua penulis atas doa dan motivasinya.

 Bapak Ardian danBapak Irzaman sebagai dosen pembimbing yang selalu memotivasi menyelesaikan tugas akhir ini.

 Rekan-rekan fisika angkatan 44, 45 dan 46 khususnya Epa, Ella, Nina, Bagoes, Khafit, Johan, Ridwan, Anugrah yang sering membantu.

 Semua teman-teman civitas IPB yang selalu mendorong danmemberi semangat.

Akhir kata, semoga tulisan ini dapat memberikan manfaat untuk kita semua. Penulis sangat mengharapkan segala macam masukan, kritik, dan saran yang sifatnya membangun dalam usaha pengembangan aplikasi material ini.

Bogor, Januari 2014

(7)

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL viii

DAFTAR GAMBAR viii

DAFTAR LAMPIRAN viii

PENDAHULUAN 1 Latar Belakang 1 Tujuan Penelitian 1 Perumusan Masalah 1 Hipotesis 2 TINJAUAN PUSTAKA 2

Barium Stronsium Titanium 2

X-ray Diffraction (XRD) 3

Chemical Solution Deposition (CSD) 4

Annealing 4

METODE 5

Tempat dan Waktu Penelitian 5

Alat dan Bahan 5

Prosedur Penelitian 5

Pembuatan larutan BST 5

Persiapan substrat 7

Penumbuhan film BST di atas substrat Si (100) tipe-p 7

Proses annealing 7

Karakterisasi film BST 7

HASIL DAN PEMBAHASAN 8

Pembuatan Larutan BST 8

Persiapan Substrat 8

Proses Penumbuhan Film BST 9

Karakterisasi XRD Film BST 10

SIMPULAN DAN SARAN 12

DAFTAR PUSTAKA 13

LAMPIRAN 16

(8)

DAFTAR TABEL

1 Massa film sebelum dan sesudah dilakukan annealing 8

2 Tebal film BST 8

3 Sudut difraksi dan indeks miller film BST 11

4 Parameter kisi BST struktur tetragonal 12

5 Ukuran kritstal 12

DAFTAR GAMBAR

1 Skema difraksi sinar-X berdasarkan hukum Bragg 3

2 Diagram alir penelitian 6

3 Hasil persiapan substrat 9

4 Film BST yang telah diannealing 9

5 Pola difraksi sinar-X sampel pada fraksi mol (a) x=0,5, (b) x=0,6, (c)

x=0,7, (d) x=0,8 10

DAFTAR LAMPIRAN

1 Lampiran 1 Tabel perhitungan indeks miller dan perhitungan parameter

kisi 16

2 Lampiran 2 Literatur analisis XRD JCPDS-ICDD 22

3 Lampiran 3 Perhitungan grain size 24

(9)

(10)

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Perkembangan sains senantiasa selalu melahirkan sesuatu yang baru dan sangat dinantikan manfaatnya untuk kepentingan serta kesejahteraan manusia.Bidang fisika merupakan salah satu cabang ilmu yang berperan besar dalam perkembangan sains dan teknologi sekarang ini khususnya teknologi bahan yang mendorong mahasiswa untuk terus memacu diri dalam menguasai ilmu tentang bahan dalam hal ini tentang film tipis.Pada akhir tahun 1930an, teknologi silikon berkembang sangat pesat karena adanya pengecilan ukuran yang menghasilkan peningkatan konstanta dalam jumlah komponen per chip.Reduksi ukuran ini beriringan dengan meningkatnya kerja dan menurunnya harga divais (fungsi penurunannya sekitar 25% per tahun). Fenomena ini cenderung secara populer dikuantisasi sebagai hukum Moore yang memprediksi bahwa jumlah komponen per chip berlipat dua setiap 18 bulan.1

Barium stronsium titanat (BST) adalah salah satu material ferroelektrik.Material ini menjadi kandidat untuk aplikasi memori, baik Dynamic Random Access

Memory (DRAM) dan Ferroelectric Random Access Memory (FRAM). Material

ini banyak diteliti karena mempunyai sifat-sifat yang menarik yaitu konstanta dielektrik tinggi, loss dielektrik rendah, densitas kebocoran arus rendah dan stabilitas termal yang baik.2

Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah melakukan penumbuhan film BST dengan variasi konsentrasi fraksi mol x = 0,5 ; 0,6 ; 0,7 ; 0,8 di atas substrat Si (100) tipe-p dengan metode spin coating, dan menganalisis BST yang dihasilkan dengan metode X-ray Diffraction (XRD).

Perumusan Masalah

Jumlah fraksi mol dalam BST diduga akan mengubah momen dipol yang berakibat mengubah struktur kristal. Pada konsentrasi fraksi mol berapakah pembentukan film BST yang memiliki struktur kristal paling baik? Bagaimana struktur kristal yang dihasilkan?

Hipotesis

Perubahan fraksi mol Ba dan Sr dalam BaxSr1-xTiO3mempengaruhi intensitas difraksi dan parameter kisi.

(11)

TINJAUAN PUSTAKA

Barium Stronsium Titanium

Barium stronsium titanat adalah salah satu material ferroelektrik. BSTtelah dikembangkan secara luas sebagai bahan feroelektrik yang dapat digunakan dalam perangkat microwave tunable, seperti pada phase shifter, tunable filter, resonator,

antenna, dan delay line. Material ini menjadi kandidat untuk aplikasi memori,

baik Dynamic Random Access Memory dan Ferroelectric Random Access

Memory.3 Material ini banyak diteliti karena mempunyai sifat-sifat yang menarik yaitu konstanta dielektrik tinggi, loss dielektrik rendah, densitas kebocoran arus rendah dan stabilitas termal yang baik. Berdasarkan ICDD (intenational center for

difraction data), konstanta kisi BST yaitu bekisar 3,947 Ǻ. Temperatur Curie

(temperatur untuk mengubah fase ferroelektrik ke paraelektrik) barium titanat (BT) murni sebesar 130 oC. Dengan penambahan stronsium ke dalam barium titanat menyebabkan temperatur curie BST menurun dari 130 oC menjadi suhu kamar (25 oC) yang berguna untuk spesifikasi alat sensor, serta digunakan sebagai sel surya.4

Penumbuhan lapisan tipis BST ada berbagai macam, yaitu chemical solution

deposition (CSD) dengan peralatan spin coating,5 metal organic chemical vapor deposition,6 pulsed laser deposition7 dan sputtering.8 Teknik pendeposi-sian film tipis BST yang akan diprioritaskan pada penelitian ini adalah teknik CSD dengan peralatan spin coating.

Film BST yang diproduksi menggunakan metode chemical solution deposition, secara umum meliputi empat proses; (i) sintesis larutan prekursor. Komposisi gram senyawa yang digunakan untuk membentuk film dihitung dengan metode stoikiometri. (ii) deposisi larutan prekursor pada permukaan substrat. Proses ini dapat dilakukan dengan cara menyemprotkan larutan prekursor pada substrat, spin

coating dan penyemprotan ulang larutan prekursor pada permukaan sehingga

didapatkan film pada permukaan. (iii) pemanasan pada suhu rendah. Perlakuan ini bertujuan menghilangkan pelarut dan senyawa organik lain yang diperkirakan masih ada (biasanya pada suhu 300-400 oC) dan pembentukan film yang masih berstruktur amorf. (iv) perlakuan panas pada temperatur tinggi. Perlakuan ini bertujuan untuk densifikasi dan kristalisasi film (biasanya pada suhu 600-1000 o

C).9 Karakteristik sifat kelistrikan dan material (mikrostruktur) dari lapisan tipis BST banyak dipengaruhi oleh metode pembuatan film, suhu annealing, dan grain

size.

X-ray Diffraction

Metode difraksi sinar-X adalah salah satu cara untuk mempelajari keteraturan atom atau molekul dalam suatu struktur tertentu. Jika struktur atom atau molekul tertata secara teratur membentuk kisi, maka radiasi elektromagnetik pada kondisi eksperimen tertentu akan mengalami penguatan. Pengetahuan tentang kondisi eksperimen itu dapat memberikan informasi yang sangat berharga tentang penataan atom atau molekul dalam suatu struktur.

(12)

Informasi hasil difraksi sinar-X meliputi posisi puncak dan intensitas. Posisi puncak mengindikasikan struktur kristal dan identifikasi fase yang ada pada bahan tersebut, sedangkan intensitas menunjukkan total hamburan balik dari masing-masing bidang dalam struktur kristal. Ukuran kristal suatu bahan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan Debye Scherrer yang dapat dilihat pada persamaan berikut:

D = 𝐾𝜆

𝛽 cos 𝜃... ... (1)

dimana K adalah konstanta kira-kira bernilai 1, λ adalah panjang gelombang yang digunakan pada alat XRD (λCu) yaitu 0,15406 nm, β adalah full width at half

maximum (FWHM) (derajat).10 Pada proses terjadinya difraksi sinar-X berdasarkan hukum Bragg (Gambar 1) yaitu saat berkas sinar-X jatuh pada bidang P1 dan P2 yang terpisah sejauh d, maka akan terbentuk sudut θ terhadap bidang yang menumbuk titik A dan B. Sementara itu kedua berkas akan mencapai maksimum apabila mempunyai fase yang sama.

X-ray diffractometer merupakan alat yang digunakan untuk karaketrisasi struktur

dan ukuran kristal suatu bahan. Data hasil XRD dihasilkan dan dikumpulkan dengan menggunakan alat difraktometer berupa fragmen kristal tunggal. Pola-pola difraksi sinar-X berbagai bahan telah dikumpulkan dalam data joint committee of

power difraction standard (JCPDS). Hasil analisis pola XRD sampel dianalisis

komposisi fasenya dengan pola XRD yang terukur pada JCPDS.

Chemical Solution Deposition

Metode chemical solution deposition merupakan cara pembuatan film tipis dengan pendeposisian larutan bahan kimia di atas substrat, kemudian dipreparasi dengan spin coating. Proses pembentukan film dipengaruhi oleh dua parameter bebas yaitu kecepatan putar dan viskositas. Rentang ketebalan film yang dihasilkan oleh proses spin coating adalah 1-200 μm.11 Proses spin coating dapat dipahami dengan perilaku aliran larutan pada piringan substrat yang berputar.

(13)

Mula-mula aliran volumetrik cairan dengan arah radial pada substrat diasumsikan bervariasi terhadap waktu. Pada saat t = 0, penggenangan awal dan pembasahan menyeluruh pada permukaan substrat (tegangan permukaan diminimalisasi yakni tidak ada getaran, tidak ada noda kering dan sebagainya). Piringan lalu dipercepat dengan kecepatan rotasi yang spesifik, menyebabkan bulk dari cairan terdistribusi merata.12

Pemilihan teknik CSD dengan peralatan spin coating, didasari oleh beberapa pertimbangan yaitu kontrol stoikiometri yang tinggi karena pembuatan film tipis melalui teknik stempel. Keuntungan lain adalah proses penumbuhan dapat dilakukan pada temperatur ruang, simpel, kompak dan film yang ditumbuhkan mempunyai homogenitas yang tinggi.13 Selain itu teknik yang digunakan cukup sederhana, tidak menggunakan peralatan yang rumit dan tidak memerlukan investasi yang tinggi serta biaya operasional relatif murah.

Annealing

Annealing merupakan proses pemanasan sampel pada suhu tertentu menggunakan

alat furnace. Kenaikan suhu annealing akan menaikkan grainsize dalam kristal film BST. Pada temperatur annealing 700 oC struktur BST yang teramati adalah kubik dengan konstanta kisi a = 3,97 Å untuk 30% mol stronsium.14 Suhu

annealing sangat berpengaruh pada film yang dihasilkan, diantaranya struktur

atom penyusun dan sifat listrik dari film. Suhu annealing dapat meningkatkan kekerasan, mengurangi stress (tegangan), meningkatkan kekuatan tarik dan penurunan elastisitas.15 Suhu annealing juga mempengaruhi bentuk ukuran butiran dari film serta kerapatan film. Pada suhu tinggi, ukuran butir tampak lebih beraturan dibandingkan dengan suhu rendah.16

Selama annealing akan terjadi penyusunan kembali dislokasi untuk mengurangi energi kisi (energi potensial ion dalam bentuk kristal yang lebih rendah dari atom netral), sedangkan batas butir tidak mengalami migrasi. Proses rekristalisasi akan mengubah struktur kisi yang terdeformasi diganti oleh kisi baru tanpa strain (regangan) melalui proses nukleasi dan pertumbuhan. Butir tumbuh dari inti yang terbentuk pada matriks yang terdeformasi. Besarnya laju kristalisasi tergantung jumlah deformasi sebelumnya, temperatur annealing dan kemurnian bahan. Pertumbuhan butir terjadi pada saat kristalisasi primer terhenti. Pada saat

annealing, butir kecil menyusut dan yang lebih besar tumbuh (pertumbuhan butir).

METODE

Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian dilakukan di Laboratorium Material, Laboratorium Biomaterial, Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor dari bulan Agustuts 2011 sampai Februari 2012.

(14)

Alat dan Bahan

Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini antara lain adalah neraca analitik

model BL 6100, reaktor spin coater, mortar, pipet, pinset, gelas ukur Iwaki 10 ml, hotplate, gunting, spatula, stopwatch, tabung reaksi, sarung tangan karet, cawan

petri, tissue, isolasi, masker, serta kawat atau kabel.

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah bubuk barium asetat [Ba(CH3COO)2, 99%], stronsium asetat [Sr(CH3COO)2, 99%], titanium isopropoksida [Ti(C12O4H28), 97.999%], 2-metoksietanol, etilane glykol, aseton

pro-analisis, methanol pro-analisis, asam asetat, substrat Si (100) tipe-p, di water,

HF (asam florida), kaca preparat dan alumunium foil.

Prosedur Penelitian Persiapan a. Pembuatan larutan BST

Film tipis BST yang ditumbuhkan pada permukaan substrat Si dengan cara mereaksikan barium asetat, stronsium asetat, titanium isopropoksida, serta 2-metoksietanol sebanyak 2,5 ml sebagai bahan pelarut. Dalam penelitian ini digunakan variasi fraksi molar Ba dan Sr x = 0,5 ; 0,6 ; 0,7 ; 0,8. Komposisi massa yang sesuai ketentuan dari masing-masing bahan-bahan tersebut dihitung menggunakan persamaan stoikiometri (reaksi kimia), kemudian dilakukan penimbangan dengan menggunakan neraca analitik sebelum dilakukan pencampuran. Setelah bahan-bahan dicampur, larutan diaduk selama satu jam dengan menggunakan gelombang ultrasonik menggunakan Bransonic 2510.

(15)

Gambar 2 Diagram alir penelitian

b. Persiapan substrat

Substrat yang digunakan adalah Si (100) tipe-p. Pemotongan substrat Si (100) tipe-p dilakukan dengan sangat hati-hati menggunakan alat pemotong kaca dan dibantu penggaris. Substrat Si (100) tipe-p yang telah terpotong, kemudian dicuci dengan beberapa tahapan perendaman dan diaduk menggunakan gelombang ultrasonik 22 kHz selama 10 menit setiap tahapannya. Tahap pertama direndam menggunakan aseton pro analisis, tahap kedua menggunakan di water, tahap

Mulai Barium asetat [Ba(CH3COO)2 99%] Stronsium asetat [Sr(CH3COO)2, 99%] 2-metoksietano l [H3COOCH2 CH2OH, 99%] Titanium isopropoksid a [Ti(C12O4H28 ) 99.99%]

Dicampur dan diaduk selama satu jam dengan Branson 2510

Campuran BST

Spin coating pada 3000 rpm selama 30 detik di atas substrat Si (100)

tipe-pberbentuk persegi dengan ukuran 1 x 1 cm sebanyak 3 tetes

Annealing pada suhu 850 oC selama 29 jam Karakterisasi film BST Pengolahan data Penulisan laporan akhir Selesai

(16)

ketiga menggunakan methanol pro analisis, tahap keempat menggunakan asam flourida dicampur dengan di water dengan perbandingan 5:1, dan yang terakhir dicuci kembali menggunakan di water. Substrat Si (100) tipe-p dikeringkan menggunakan tisu bersih.

Penumbuhan film BST di atas substrat Si (100) tipe-p

Film tipis BST ditumbuhkan di atas substrat Si (100) tipe-p dengan cara spin

coating dengan kecepatan putaran 3000 rpm. Substrat Si (100) tipe-p yang telah

dibersihkan kemudian diletakkan di atas spin coater dengan perekat double tape. Substrat Si (100) tipe-p yang telah menempel pada spin coater diselotip bagian atasnya sepertiga bagian, kemudian ditetesi larutan BST yang telah diaduk sebanyak 3 kali tetesan, dimana jeda antara tetesan selama 1 menit. Proses spin

coating setiap tetesannya selama 30 detik. Lepas selotip pada substrat yang telah

ditetesi BST kemudian ambil menggunakan pinset dengan hati-hati.

Proses annealing

Proses selanjutnya adalah annealing, yaitu proses pemanasan film. Annealing dilakukan menggunakan furnace model VulcanTM3-130. Proses annealing untuk setiap substrat dilakukan pada temperatur 850 ˚C. Annealing dimulai dari temperatur ruangan dengan kenaikan 1,7 ˚C/menit sampai didapat temperatur

annealing 850 ˚C. Ketika temperatur annealing telah dicapai maka dilakukan

penahanan temperatur tersebut selama 29 jam. Temperatur furnace kemudian diturunkan hingga dicapai temperatur ruang, kemudian keluarkan film dari dalam

furnace.

Karakterisasi XRD film BST

Alat yang digunakan untuk karakterisasi XRD adalah Shimadzu XRD 610. Film tebal BST dimasukkan ke dalam holder yang berdiameter 2 cm. Holder yang telah berisi sampel dikaitkan pada diffraktometer. Pada komputer diset nama sampel, sudut awal, sudut akhir, dan kecepatan analisa. Sudut awal pada 10˚ dan sudut akhir pada 80˚ kecepatan baca diset pada 0,02˚ per detik, setelah itu di run. Analisis kualitatif XRD yang dilakukan yaitu identifikasi fase, perhitungan parameter kisi, dan ukuran kristal. Semua sampel diidentifikasi fasenya dengan cara membandingkan data yang diperoleh dengan JCPDS. Nilai parameter kisi dapat ditentukan dengan menggunakan metode Cohen. Perhitungan ukuran kristal dilakukan dengan menggunakan rumus Debye-Scherrer.

(17)

HASIL DAN PEMBAHASAN

Larutan BST

Penelitian ini menggunakan larutan BST yang dihasilkan dari pencampuran barium asetat, stronsium asetat, dan titanium isopropoksida. Hasil dari pencampuran ini berupa larutan BST berwarna putih. Larutan tersebut mudah membeku sehingga tidak tahan lama pada suhu ruang, oleh karena itu harus segera digunakan pada substrat.

Substrat

Bahan yang digunakan untuk pembuatan substrat pada penelitian ini yaitu silikon murni tipe-p. Substrat silikon kemudian dipotong persegi dengan ukuran 1 x 1 cm menggunakan pemotong kaca mata intan. Substrat kemudian dicuci sesuai dengan tahapan-tahapan yang telah dijelaskan. Hasil dari proses ini didapatkan silikon berukuran 1 x 1 cm yang lebih jernih. Bentuk substrat silikon yang diperoleh tidak berbentuk pergi sempurna karena proses pemotongan menggunakan pemotong kaca mata intan. Hasil persiapan substrat dapat dilihat pada Gambar 3.

Penumbuhan Film BST

Setelah dihasilkan substrat dan larutan BST proses selanjutnya adalah penumbuhan film. Proses penumbuhan film menggunakan spin coating yakni dengan cara melakukan penetesan larutan BST pada satu pertiga dari luas substrat kemudian di spin pada kecepatan 3000 rpm selama 30 detik. Proses ini dilakukan sebanyak tiga kali ulangan. Hasil dari proses penumbuhan film ini berupa substrat yang memiliki bagian BST satu pertiga dari luas substrat silikon dan sisa luasnya adalah bagian silikon murni. Hasil proses penumbuhan film BST dapat dilihat pada Gambar 4 dengan massa dan tebal film pada Tabel 1 dan Tabel 2 mengikuti rumus

h = m

ρ A ... (2)

dengan ρ = 6020 kg/m3

.17 Dari Tabel 1 dan Tabel 2 terlihat film dengan fraksi mol x = 0,6 memiliki massa lebih besar dan lebih tebal dibandingkan dengan film dengan fraksi mol yang lain. Hal ini terjadi karena pemotongan substrat silikon yang masih manual dengan menggunakan pemotong kaca mata intan sehingga hasil substrat yang diperoleh tidak merata.

(18)

Gambar 3 Hasil persiapan substrat

Gambar 4 Film BST yang telah diannealing Tabel 1 Massa film sebelum dan sesudah dilakukan annealing

Fraksi Massa awal Massa film +

substrat sebelum

Massa film +

substrat sesudah Δm (gram)

mol(x) substrat

(gram) annealing(gram) annealing(gram)

0,5 0,1298 0,1305 0,1301 0,0003

0,6 0,114 0,1447 0,1144 0,0004

0,7 0,1247 0,125 0,1248 0,0001

0,8 0,1458 0,1462 0,146 0,0002

Tabel 2 Tebal film BST

Fraksi mol Luas film Massa jenis film Tebal film BST

(x) (m²) (kg/m³) (μm)

0,5 0,00006809 6020 0,732

0,6 0,0000749 6020 0,887

0,7 0,0000652 6020 0,655

(19)

Pola Difraksi XRD Film BST

Bahan yang mengandung suatu kristal ketika dianalisa menggunakan XRD akan memunculkan puncak-puncak difraksi yang spesifik. Dari puncak-puncak difraksi tersebut dapat ditentukan indeks miller (hkl) dengan menganggap struktur kristal BST merupakan kubik,18 dimana parameter kisi BST dalam struktur tetragonal dapat ditentukan dari nilai indeks miller.

Hasil XRD pada Gambar 5 memperlihatkan bahwa puncak difraksi BST terkuat terjadi pada bidang (110) yang disebabkan banyaknya bidang pendifraksi yang memiliki parameter kisi yang sama dengan jarak berdekatan, sehingga gelombang-gelombang yang mengalami difraksi tidak terlalu berbeda fase dan cenderung konstruktif. Pada Gambar 5 dapat dilihat di setiap sampel muncul puncak tertinggi pada 2θ= 29o dimana puncak tersebut bukan merupakan puncak dari BST. Hal ini terjadi karena adanya kontak pada film yaitu dilakukan

Gambar 5 Pola difraksi sinar-X sampel pada fraksi mol (a) x=0,5, (b) x=0,6, (c) x=0,7, (d) x=0,8

(20)

pemasangan kontak aluminium terlebih dahulu sebelum film dikarakterisasi. Hal

ini sesuai dengan data JCPDS-ICDD diketahui puncak aluminium yaitu 2θ= 28,707o.

Tabel 3 menunjukkan hasil yang diperoleh pada bidang (110) dengan fraksi mol x=0,5 intensitas difraksinya sebanyak 47 hitungan, x=0,6 intensitas difraksinya sebanyak 46 hitungan, x=0,7 intensitas difraksinya sebanyak 29 hitungan, x=0,8 intensitas difraksinya sebanyak 20 hitungan. Secara keseluruhan intensitas difraksi tertinggi dimiliki oleh sampel dengan fraksi mol x=0,5. Sedangkan intensitas difraksi pada fraksi mol yang lain relatif menurun dengan ditingkatkannya nilai fraksi mol. Hal ini terjadi karena semakin tinggi konsentrasi Ba menyebabkan Cu semakin banyak diserap oleh sampel sehingga Cu yang didifraksikan semakin rendah. Oleh sebab itu dapat dikatakan bahwa sampel dengan fraksi mol x=0,5 memiliki struktur kristal paling baik dari pada sampel yang lain, karena semakin tinggi puncak intensitas difraksi menunjukkan semakin banyaknya jumlah bidang pendifraksi yang seragam dalam orientasi bidang yang sama.19 a = b = 𝜆Cu 4C ... (3) c = 𝜆𝐶𝑢 4B ... (4) B0 cos Ɵ = 𝑘 𝜆 𝐿 ... (5) Berdasarkan persamaan (3) dan (4) diperoleh hasil parameter kisi BST dengan struktur tetragonal sesuai Tabel 4. Pada Tabel 4 menunjukkan parameter kisi panjang = lebar (a) setiap sampel berkisar dari 3,82 – 3,98 Å dan parameter kisi tinggi (c) berkisar dari 3,60 – 4,29 Å. Sedangkan dari data JCPDS-International

Centre for Diffraction Data (ICDD) nilai parameter kisi a adalah 3,94 – 3,96 Å.

Untuk analisis perhitungan lengkap menggunakan metode Cohen dan Crammer terlampir dalam Lampiran 1, sedangkan analisis XRD Ba0,5Sr0,5TiO3 menurut Wong dan analisis XRD Ba0,6Sr0,4TiO3 menurut Keller terlampir dalam Lampiran 2.

Tabel 3 Sudut difraksi dan indeks miller film BST

Indeks miller Fraksi mol x=0,5 Fraksi mol x=0,6 Fraksi mol x=0,7 Fraksi mol x=0,8 (h k l)

22,44 22,26 22,64 22,54 1 0 0 32,22 31,72 31,94 31,46 1 1 0 38,92 39,1 38,12 39 1 1 1 46,18 45,5 - 44,22 2 0 0 - 50,9 52 - 2 1 0 57 56,86 56,98 56,94 2 1 1 - 66,72 66,64 66,66 2 2 0 71,16 - 71,22 71,6 2 2 1 76,98 - - 75,64 3 1 0 Sudut difraksi 2θ

(21)

Dari hasil penelitian bidang (110) pada fraksi mol x=0,5 terjadi pada 2θ=32,22o sedangkan dalam JCPDS-International Centre of Diffraction Data dipaparkan sudut difraksi bidang (110) yaitu 2θ=32,032o. Pada fraksi mol x=0,6 bidang (110) terjadi pada 2θ=31,72o, fraksi mol x=0,7 bidang (110) terjadi pada 2θ=31,94o, sedangkan fraksi mol x=0,8 bidang (110) terjadi pada 2θ=31,46o. Pergeseran sudut difraksi film terjadi karena adanya pengaruh pada proses annealing dimana proses ini menentukan struktur kristal suatu bahan.

Disamping menganalisis parameter kisi BST, dianalisis juga grain size BST sesuai dalam Tabel 5. Pada Tabel 5 fraksi mol x = 0,5 memiliki ukuran kristal 25,55 nm, untuk fraksi mol x = 0,6 ukuran kristal 39,21 nm, untuk fraksi mol x = 0,7 ukuran kristal 41,05 nm, sedangkan untuk fraksi mol x = 0,8 memiliki ukuran kristal yang paling besar yaitu 41,86 nm. Analisis grain size terlampir dalam Lampiran 3. Dari data tersebut terlihat bahwa semakin besar konsentrasi fraksi mol maka ukuran kristal semakin besar, sementara semakin kecil fraksi mol maka ukuran kristal semakin kecil pula. Ukuran kristal yang semakin besar menyebabkan jarak antar butir kristal semakin menyempit. Hal ini diperkuat oleh data parameter kisi pada Tabel 4 dimana semakin besar konsentrasi fraksi mol, nilai parameter kisi relatif menurun. Lampiran 4 menunjukkan foto dokumentasi penelitian.

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Film BST telah berhasil dibuat pada substrat silikon tipe-p dengan variasi fraksi mol x = 0,5 ; 0,6 ; 0,7 ; 0,8 pada suhu annealing 850 oC selama 29 jam. Sebelum proses annealing, BST berupa cairan berwarna putih yang mudah membeku pada suhu ruang sehingga harus segera digunakan pada substrat silikon. Setelah melalui proses annealing, film yang dihasilkan berupa persegi berukuran 1 x 1 cm dengan ketebalan film masing-masing fraksi mol yaitu 0,732 mikrometer untuk mol x =

Tabel 4 Parameter kisi BST

Fraksi mol Hasil Eksperimen (tetragonal) Literatur (kubik)

a (Å) c (Å) a (Å)

0,5 3,93 4,29 3,94 (Wong)

0,6 3,82 3,75 3,96 (Keller)

0,7 3,98 4,21

0,8 3,78 3,60

Tabel 5 Ukuran kristal

Fraksi mol Ukuran kristal (nm)

0,5 25,55

0,6 39,21

0,7 41,05

(22)

0,5, 0,887 mikrometer untuk mol x = 0,6, 0,655 mikrometer untuk mol x = 0,7, dan 0,535 mikrometer untuk mol x = 0,8.

Setelah dilakukan uji sifat struktur berupa karakterisasi XRD dapat disimpulkan bahwa film BST berstruktur tetragonal dengan nilai parameter kisi a = 3,93 Å untuk x = 0,5, a = 3,82 Å untuk x = 0,6, a = 3,98 Å untuk x = 0,7, a = 3,78 Å untuk x = 0,8. Film yang memiliki struktur kristal paling baik yaitu film BST dengan fraksi mol x = 0,5 dengan intensitas difraksi tertinggi dan ukuran kristal 25,55 nm, sedangkan intensitas difraksi terendah dimiliki oleh film BST dengan fraksi mol x = 0,8 dengan ukuran kristal 41,86 nm. Terdapat pengaruh konsentrasi terhadap sifat fisis film BST berupa grain size kristalin serta intensitas difraksi. Semakin besar konsentrasi fraksi mol maka grain size kristalin filmnya semakin besar, namun intensitas difraksinya relatif menurun.

Saran

Pada penelitian selanjutnya untuk mendapatkan hasil yang lebih baik, disarankan untuk melakukan penumbuhan film BST yang lebih terkontrol dengan ruangan harus lebih bersih agar dapat mengurangi kontaminasi zat pada film BST. Film yang telah ditumbuhkan pada substrat sebaiknya langsung di-annealing agar tidak tercampur oleh bahan pengotor yang ada di atmosfer dengan proses

annealing sebaiknya dilakukan secara masing-masing, karena kontaminasi zat

akan terjadi pada proses penguapan.

DAFTAR PUSTAKA

1. Hendrawan, Ananto Y. Sifat Optik Film Tipis Ba0.5Sr0.5TiO3. [Skripsi]. Bogor: FMIPA, Institut Pertanian Bogor. 2006.

2. Romzie, M. Studi konduktivitas listrik, kurva I-V dan celah energi fotodioda berbasis film tipis Ba0,75Sr0,25TiO3 (BST) yang didadah galium (BSGT) menggunakan metode chemical solution deposition (CSD). [Skripsi]. Bogor: FMIPA, Institut Pertanian Bogor. 2008.

3. Park, B. H, Kang, B. S, Bu S. D, Noh, T. W.J.Lee, & W.Jo.

Lantanum-substituted bismuth titanate for use in non-volatile memories, Letters to

Nature, 401, 682-684, Macmillan Magazines Ltd. 1999.

4. Frimasto H, Irzaman, Kurniati M. Sifat optik film bahan ferroelektrik BaTiO3 yang didadah tantalum (BTT), Prosiding seminar nasional keramik V, ISSN : 1693-7163, 146-157. 2006.

5. Tirumala, Sridhar. Integration of ferroelectric material into high density

(23)

6. Funakubo, H., Takeshima, T. and Nagano, M. Crystal structure and

dielectric properties of epitaxially grown thin film prepared by Molecular Chemical Vapour Deposition, J. Material Res., vol 13 no. 12. 1998.

7. Nakano, M., Tabata, H., Katamay, Y. and Kawai, T. Ba0.7Sr0.3TiO3 Thin

film production on atomically flat SrTiO3(100) substrate by a Pulsed Laser

Deposition and its dielectric properties, Japan, J. Appl. Phys. vol. 36 no

6A. 1997.

8. Hou, S.Y., Kwo, J., Watts, R.K. and Cheng, J.Y. Structure and properties

of epitaxial Ba0.5Sr0.5TiO3/SrRuO3/ ZrO2 heterostructure on Si grown by

off-axis sputtering, Appl. Phys. Lett. 67 (10). 1995.

9. Pia, W. Synthesis, structure determination, and sol-sel processing of heterometallic heteroleptic alkoxide complexes of late transition metals[doctoral thesis]. Uppsala: Swedish University of Agricultural Sciences. 2005.

10. Sproull, Wayne T. X-rays in Practice, First Edition. New York: McGRAW-HILL BOOK COMPANY, INC. 1946.

11. Erviansyah, Ridwan. Studi konduktivitas listrik film tipis Ba0.25Sr0.75TiO3 yang didadah ferium oksida (BFST) menggunakan metode chemical solution deposition. [Skripsi].Bogor: Departemen Fisika Fakultas

Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor. 2010. 12. Krisyanto D. Penumbuhan lapisan tebal tantalum oksida di atas substrat Pt

(200)/SiO2/Si(100) dengan metode deposisi larutan kimia dengan bantuan alat spin coating.[Skripsi]. Bogor: FMIPA, IPB. 2004.

13. Darmasetiawan, H, dkk. Lattice constans analysis and structure of

crystalline Ba0,5Sr0,5TiO3 thin films wsa formed by Chemical Solution

Deposition Method, Prosiding, Seminar Fisika dan Aplikasinya, Surabaya.

2002.

14. Syafutra H. Pembuatan fotokonduktivitas berbasis bahan ferroelektrik Ba0,6Sr0,4TiO3 yang didadah tantalum pentoksida (BSTT) di atas Substrat Si (100) tipe-p dan substrat TCO tipe-705. [Skripsi]. Bogor: FMIPA, IPB. 2007.

15. Chaidir A, Kisworo D. Pengaruh pemanasan terhadap struktur mikro, sifat mekanik dan korosi paduan Zr-Nb-Sn-Fe [Hasil-hasil Penelitian EBN]. 2007.

(24)

16. Umiati NAK, Irzaman, Budiman M, Barmawi M. Efek annealing pada penumbuhan film ferroelektrik PbZr0,625Ti0,375O3 (PZT). Kontribusi Fisika Indonesia12. 2001.

17. N. V. Giridharan, R. Jayavel, P. Ramasamy. Structural,Morphological and

Electrical Studieson Barium Strontium Titanate ThinFilms Prepared by Sol-GelTechnique. Crystal Growth Centre, Anna University, Chennai,

India. 2001.

18. Suvorova N. A, Lopez, C. M, Irenea, E. A.Comparison of interfaces for

(Ba,Sr)TiO3 films deposited on Si and SiO2/Si substrates: J of applied

physics 9, 2672-2673. 2004.

19. Suhandi, A, Sutanto, H, Arifin, P, Budiman, M, Barmawi. Karakteristik

film tipis GaAs yang ditumbuhkan dengan metode MOCVD menggunakan sumber metalorganik TDMAAs (Trisdimethylaminoarsenic): J Matematika

dan Sains 10, 11-15. 2005.

20. JCPDS. International Centre for Diffraction Data. U.S.A: Campus Boulevard. 1997.

21. Hou, S.Y., Kwo, J., Watts, R.K. and Cheng, J.Y. Structure and properties

of epitaxial Ba0.5Sr0.5TiO3/SrRuO3/ ZrO2 heterostructure on Si grown by

off-axis sputtering, Appl. Phys. Lett. 67 (10). 1995.

22. Adem, Umut. Preparation of BST thin film by chemical solution

desposition and their electrical characterization. The Middle East

Technical University. 2003.

23. Rohaeti, Eli. Karakterisasi biodegradasi polimer. Jogjakarta: Prosiding Seminar Nasional Penelitian, Pendidikan dan Penerapan MIPA, Fakultas MIPA Universitas Negeri Yogyakarta. 2009.

24. Tipler, P.A. Physics for scientist and engineers. Worth Publisher Inc. 1991. 25. Pratapa, Suminar. X-ray diffraction phase analyses for granulated and

sintered ceramic materials. Surabaya: Department of Physics, Institute of

(25)

(26)

Lampiran 1 Tabel perhitungan indeks miller dan perhitungan parameter kisi

Film BST dengan fraksi mol x = 0,5

No Puncak 1 22,44 11,22 0,1457 0,0379 0,0189 0,0126 0,0095 0,0076 0,9834 1 1 0 0 2 32,22 16,11 0,2843 0,0770 0,0385 0,0257 0,0192 0,0154 2,0000 2 1 1 0 3 38,92 19,46 0,3947 0,1110 0,0555 0,0370 0,0277 0,0222 2,8829 3 1 1 1 4 46,18 23,09 0,5206 0,1538 0,0769 0,0513 0,0385 0,0308 3,9951 4 2 0 0 5 57 28,5 0,7034 0,2277 0,1138 0,0759 0,0569 0,0455 5,9141 6 2 1 1 6 71,16 35,58 0,8957 0,3385 0,1693 0,1128 0,0846 0,0677 8,7936 9 2 2 1 7 76,98 38,49 0,9492 0,3874 0,1937 0,1291 0,0968 0,0775 10,0616 10 3 1 0 h k l Sin2Ɵ/3 Sin2Ɵ/4 Sin2Ɵ/5 Sin2Ɵ/A s

2Ɵ Ɵ Sin22Ɵ Sin2Ɵ Sin2Ɵ /2

No Puncak 1 22,44 1 0 0 11,22 1 1 0 0 0 0,146 0,038 1,457 2,123 0 1,457 0,038 0 0,055 2 32,22 1 1 0 16,11 2 4 0 0 0 0,284 0,077 2,843 8,081 0 5,685 0,154 0 0,219 3 38,92 1 1 1 19,46 2 4 1 1 2 0,395 0,111 3,947 15,577 3,947 7,894 0,222 0,111 0,438 4 46,18 2 0 0 23,09 4 16 0 0 0 0,521 0,154 5,206 27,101 0 20,824 0,615 0 0,801 5 57 2 1 1 28,5 5 25 1 1 5 0,703 0,228 7,034 49,473 7,034 35,168 1,138 0,228 1,601 6 71,16 2 2 1 35,58 8 64 1 1 8 0,896 0,339 8,957 80,231 8,95718 71,657 2,708 0,339 3,032 7 76,98 3 1 0 38,49 10 100 0 0 0 0,949 0,387 9,492 90,106 0 94,924 3,874 0 3,677 214 3 15 272,693 19,938 237,610 8,749 0,677 9,823 Σ

ɣδ αδ α sin2_{Ɵ ɣ sin}2_Ɵ _{δ sin}2_Ɵ

Sin22Ɵ Sin2Ɵ δ δ2

(27)

(28)

Lampiran 1

No Puncak 1 22,26 11,13 0,1435 0,0373 0,0186 0,0124 0,0093 0,0075 0,9983 1 1 0 0 2 31,72 15,86 0,2764 0,0747 0,0373 0,0249 0,0187 0,0149 2,0009 2 1 1 0 3 39,1 19,55 0,3978 0,1120 0,0560 0,0373 0,0280 0,0224 3,0000 3 1 1 1 4 45,5 22,75 0,5087 0,1495 0,0748 0,0498 0,0374 0,0299 4,0065 4 2 0 0 5 50,9 25,45 0,6022 0,1847 0,0923 0,0616 0,0462 0,0369 4,9473 5 2 1 0 6 56,86 28,43 0,7011 0,2267 0,1133 0,0756 0,0567 0,0453 6,0724 6 2 2 1 7 66,72 33,36 0,8438 0,3024 0,1512 0,1008 0,0756 0,0605 8,1013 8 2 2 0 h k l Sin2Ɵ/3 Sin2Ɵ/4 Sin2Ɵ/5 Sin2Ɵ/A s

2Ɵ Ɵ Sin22Ɵ Sin2Ɵ Sin2Ɵ /2

No Puncak 1 22,26 1 0 0 11,13 1 1 0 0 0 0,143 0,037 1,435 2,059 0 1,435 0,037 0 0,053 2 31,72 1 1 0 15,86 2 4 0 0 0 0,276 0,075 2,764 7,641 0 5,529 0,149 0 0,206 3 39,1 1 1 1 19,55 2 4 1 1 2 0,398 0,112 3,978 15,821 3,978 7,955 0,224 0,112 0,445 4 45,5 2 0 0 22,75 4 16 0 0 0 0,509 0,150 5,087 25,880 0 20,349 0,598 0 0,761 5 50,9 2 1 0 25,45 5 25 0 0 0 0,602 0,185 6,022 36,270 0 30,112 0,923 0 1,112 6 56,86 2 1 1 28,43 5 25 1 1 5 0,701 0,227 7,011 49,159 7,011 35,057 1,133 0,227 1,589 7 66,72 2 2 0 33,36 8 64 0 0 0 0,844 0,302 8,438 71,199 0 67,504 2,419 0 2,552 139 2 7 208,030 10,989 167,941 5,484 0,339 6,719 Σ

(29)

Lampiran 1

No Puncak 1 22,64 11,32 0,148178612 0,038529148 0,019264574 0,012843049 0,009632287 0,00770583 1,017960373 1 1 0 0 2 31,94 15,97 0,279873693 0,075698719 0,03784936 0,025232906 0,01892468 0,015139744 2,0000 2 1 1 0 3 38,12 19,06 0,38107229 0,106640206 0,053320103 0,035546735 0,026660052 0,021328041 2,81749036 3 1 1 1 4 52 26 0,620960948 0,192169262 0,096084631 0,064056421 0,048042316 0,038433852 5,077213033 5 2 1 0 5 56,98 28,49 0,703049384 0,227534123 0,113767062 0,075844708 0,056883531 0,045506825 6,011571273 6 2 1 1 6 66,64 33,32 0,842782135 0,30174646 0,15087323 0,100582153 0,075436615 0,060349292 7,972300252 8 2 2 0 7 71,22 35,61 0,896357706 0,339032384 0,169516192 0,113010795 0,084758096 0,067806477 8,95741398 9 2 2 1 h k l Sin2Ɵ/3 Sin2Ɵ/4 Sin2Ɵ/5 Sin2Ɵ/A s

2Ɵ Ɵ Sin22Ɵ Sin2Ɵ Sin2Ɵ /2

No Puncak 1 22,64 1 0 0 11,32 1 1 0 0 0 0,148 0,039 1,482 2,196 0 1,482 0,039 0 0,057 2 31,94 1 1 0 15,97 2 4 0 0 0 0,280 0,076 2,799 7,833 0 5,597 0,151 0 0,212 3 38,12 1 1 1 19,06 2 4 1 1 2 0,381 0,107 3,811 14,522 3,811 7,621 0,213 0,107 0,406 4 52 2 1 0 26 5 25 0 0 0 0,621 0,192 6,210 38,559 0 31,048 0,961 0 1,193 5 56,98 2 1 1 28,49 5 25 1 1 5 0,703 0,228 7,030 49,428 7,030 35,152 1,138 0,228 1,600 6 66,64 2 2 0 33,32 8 64 0 0 0 0,843 0,302 8,428 71,028 0 67,423 2,414 0 2,543 7 71,22 2 2 1 35,61 8 64 1 1 8 0,896 0,339 8,964 80,346 8,964 71,709 2,712 0,339 3,039 187 3 15 263,911 19,805 220,032 7,628 0,673 9,050 Σ

(30)

Lampiran 1

Film BST dengan fraksi mol x = 0,8 No Puncak 1 22,54 11,27 0,146940608 0,038193928 0,019096964 0,012731309 0,009548482 0,007638786 1,039323996 1 1 0 0 2 31,46 15,73 0,272382932 0,073497635 0,036748818 0,024499212 0,018374409 0,014699527 2,0000 2 1 1 0 3 39 19,5 0,396044155 0,111427019 0,05571351 0,03714234 0,027856755 0,022285404 3,032125286 3 1 1 1 4 44,22 22,11 0,486388114 0,141666396 0,070833198 0,047222132 0,035416599 0,028333279 3,85499195 5 2 1 0 5 56,94 28,47 0,702411214 0,227241505 0,113620753 0,075747168 0,056810376 0,045448301 6,183641256 6 2 1 1 6 66,66 33,33 0,843036176 0,301906699 0,150953349 0,100635566 0,075476675 0,06038134 8,215412573 8 2 2 0 7 71,6 35,8 0,900365685 0,342175482 0,171087741 0,114058494 0,08554387 0,068435096 9,311197021 9 2 2 1 8 75,64 37,82 0,93848924 0,375993186 0,187996593 0,125331062 0,093998296 0,075198637 10,23143627 10 3 1 0 h k l

Sin2Ɵ/3 Sin2Ɵ/4 Sin2Ɵ/5 Sin2Ɵ/A s

2Ɵ Ɵ Sin22Ɵ Sin2Ɵ Sin2Ɵ /2

No Puncak 1 22,54 1 0 0 11,27 1 1 0 0 0 0,147 0,038 1,469 2,159 0 1,469 0,038 0 0,056 2 31,46 1 1 0 15,73 2 4 0 0 0 0,272 0,073 2,724 7,419 0 5,448 0,147 0 0,200 3 39 1 1 1 19,5 2 4 1 1 2 0,396 0,111 3,960 15,685 3,960 7,921 0,223 0,111 0,441 4 44,22 2 0 0 22,11 4 16 0 0 0 0,486 0,142 4,864 23,657 0 19,456 0,567 0 0,689 5 56,94 2 1 1 28,47 5 25 1 1 5 0,702 0,227 7,024 49,338 7,024 35,121 1,136 0,227 1,596 6 66,66 2 2 0 33,33 8 64 0 0 0 0,843 0,302 8,430 71,071 0 67,443 2,415 0 2,545 7 71,6 2 2 1 35,8 8 64 1 1 8 0,900 0,342 9,004 81,066 9,004 72,029 2,737 0,342 3,081 8 75,64 3 1 0 37,82 10 100 0 0 0 0,938 0,376 9,385 88,076 0 93,849 3,760 0 3,529 278 3 15 338,472 19,988 302,735 11,024 0,681 12,138 Σ

(31)

(32)

Lampiran 1

 Mencari parameter kisi film BST dengan fraksi mol x = 0,5

Metode cohen dan cramer

∑ α sin2 _{θ = C ∑ α}2

+ B ∑ αγ + A ∑ αδ ∑ γ sin2 _{θ = C ∑ αγ + B ∑ γ}2

+ A ∑ γδ ∑ δ sin2 _{θ = C ∑ αδ + B ∑ γδ + A ∑ δ}2

Keterangan : a, b, c = parameter kisi, α = h2 + k2 ,

γ = l2 , δ = 10 sin2 2θ , A = D/10, B = λ2/(4c2) , C = λ2/(4a2) A = 214 15 237,610 15 3 19,938 237,610 19,938 272,693 = 8,749 0,677 9,823

Dari matrik A diatas diperoleh determinan (D) = 1391,842

B = 214 8,749 237,610 15 0,677 19,938 237,610 9,823 272,693 = 8,749 0,677 9,823 Dari matriks B tersebut, diperoleh Δ B = 44,82528;

B = Δ B_𝐷 = 0.032206; Parameter kisi c = 𝜆𝐶𝑢

(33)

C = 8,749 15 237,610 0,677 3 19,938 9,823 19,938 272,693 = 8,749 0,677 9,823 Dari matriks C diatas diperoleh Δ C = 53,20635 C = Δ C_D = 0,038227

Parameter kisi a=b = 𝜆Cu

4C = 3,939786 Å

dengan cara yang sama diperoleh parameter kisi untuk film BST yang lainnya yaitu :

Film BST fraksi mol x = 0,6 : a=b= 3,820 Å, c= 3,754 Å Film BST fraksi mol x = 0,7 : a=b= 3,980 Å, c= 4,210 Å Film BST fraksi mol x = 0,8 : a=b= 3,788 Å, c= 3,605 Å

(34)

Lampiran 2 Literatur analisis XRD JCPDS-ICDD

(35)

Lampiran 2

(36)

Lampiran 3 Perhitungan grain size

2 teta teta sin (teta) Bo (derajat) Bo (radian) Bi Br Br cos (teta)

22,44 11,22 0,19 0,44 0,0077 0,0018 0,00746 0,00732 32,22 16,11 0,28 0,36 0,0063 0,0018 0,00602 0,00578 38,92 19,46 0,33 0,38 0,0066 0,0018 0,00638 0,00602 46,18 23,09 0,39 0,30 0,0052 0,0018 0,00491 0,00452 57 28,50 0,48 0,46 0,0080 0,0018 0,00782 0,00687 71,16 35,58 0,58 0,48 0,0084 0,0018 0,00818 0,00665 76,98 38,49 0,62 0,50 0,0087 0,0018 0,00853 0,00668

22,26 11,13 0,193 0,22 0,00384 0,0018 0,00339 0,00333 31,72 15,86 0,273 0,34 0,00593 0,0018 0,00565 0,00544 39,10 19,55 0,334 0,36 0,00628 0,0018 0,00602 0,00567 45,50 22,75 0,387 0,30 0,00523 0,0018 0,00491 0,00453 50,90 25,45 0,430 0,44 0,00768 0,0018 0,00746 0,00674 56,86 28,43 0,476 0,46 0,00802 0,0018 0,00782 0,00688 66,72 33,36 0,550 0,28 0,00488 0,0018 0,00454 0,00379

22,64 11,32 0,196 0,22 0,00384 0,0018 0,00339 0,00332 31,94 15,97 0,275 0,26 0,00454 0,0018 0,00416 0,00400 38,12 19,06 0,326 0,32 0,00558 0,0018 0,00528 0,00499 52 26 0,438 0,28 0,00488 0,0018 0,00454 0,00408 56,98 28,49 0,477 0,34 0,00593 0,0018 0,00565 0,00497 66,64 33,32 0,549 0,22 0,00384 0,0018 0,00339 0,00283 71,22 35,61 0,582 0,36 0,00628 0,0018 0,00602 0,00489

22,54 11,27 0,1953 0,22 0,0038 0,0018 0,00339 0,00332 31,46 15,73 0,2710 0,30 0,0052 0,0018 0,00491 0,00473 39 19,50 0,3336 0,28 0,0049 0,0018 0,00454 0,00428 44,22 22,11 0,3762 0,32 0,0056 0,0018 0,00528 0,00490 56,94 28,47 0,4765 0,34 0,0059 0,0018 0,00565 0,00497 66,66 33,33 0,5492 0,32 0,0056 0,0018 0,00528 0,00442 71,60 35,80 0,5847 0,32 0,0056 0,0018 0,00528 0,00429 75,64 37,82 0,6129 0,38 0,0066 0,0018 0,00638 0,00504

(37)

Lampiran 3

 Mencari grain size film BST dengan fraksi mol x = 0,5

y = 0,0005584x + 0,0060337 R2 = 0,0090475 Strain mikro = 0,0005584 Å B0 cos Ɵ = 0,0060337 B0 cos Ɵ = 𝑘 𝜆 𝐿 L = 1 . 1,54178 0,0060337= 255,528 Å = 25,5528 nm

(38)

 Mencari grain size film BST dengan fraksi mol x = 0,6 y = 0,003350375x + 0,003931645 R2 = 0,0087572 Strain mikro = 0,003350375 Å B0 cos Ɵ = 0,003931645 B0 cos Ɵ = 𝑘 𝜆 𝐿 L = 1 . 1,54178 0,003931645= 392,1462 Å = 39,21462 nm

(39)

(40)

(41)

Lampiran 4 Dokumentasi penelitian

Bahan-bahan larutan BST Neraca analitik

Pencucian substrat Bransonic 2510

(42)

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Sukaramai (Riau) pada tanggal 9

Desember 1989 dari pasangan Bapak Wijiono dan Ibu Farida Wati. Penulis adalah anak pertama dari lima

bersaudara. Penulis memulai pendidikan di SDN 003 Sukaramai pada tahun 1996, kemudian melanjutkan pendidikan ke SMPN 1 Bangkinang pada tahun 2002, tahun 2005 melanjutkan pendidikan di SMAN 3 TAPUNG sampai tahun 2008. Pada tahun yang sama penulis diterima masuk Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Beasiswa Unit Daerah (BUD) Provinsi Riau. Selama menjadi mahasiswa Penulis aktif di organisasi kemahasiswaan yaitu Himpunan Mahasiswa Fisika, Penulis aktif mengikuti program kewirausahaan pada tahun 2012 yang diadakan oleh CDA-IPB, serta aktif pada program kewirausahaan Rumah Wirausaha angkatan pertama 2013 yang diadakan oleh CIBEST-IPB. Selain itu Penulis juga aktif di organisasi mahasiswa daerah Himpunan Keluarga Pelajar Mahasiswa Kampar (HIKAPEMAKA) Bogor.