(FET) BERBASIS ZINC OXIDE (ZnO)
advertisement
PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI FIELD EFFECT TRANSISTOR (FET) BERBASIS ZINC OXIDE (ZnO) UNTUK SENSOR ULTRA VIOLET (UV) ZAINAL MUTAQIM DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2013 ABSTRAK ZAINAL MUTAQIM. Pembuatan dan Karakterisasi Field Effect Transistor (FET) Berbasis Zinc Oxide (ZnO) untuk Sensor Ultra Violet (UV). Dibimbing oleh Dr. AKHIRUDDIN MADDU dan Dr. IRMANSYAH. Sensor Field Effect Transistor (FET) dibuat dari oksida logam, logam, polimer konduktif organik, dan semikonduktor. Sensor FET terdiri atas tiga lapisan, yaitu lapisan zinc oxide sebagai lapisan aktif, lapisan SiO2 sebagai insulator dan lapisan silikon tipe-p. Sensor FET berbasis ZnO sensitif terhadap cahaya UV, yang dapat dilihat dari hasil karakterisasi arus-tegangan dan karakterisasi respons dinamik yang menunjukkan respons terhadap adanya cahaya UV. Respon sensor FET terhadap cahaya UV memperlihatkan terjadinya peningkatan arus drainsource, dikarenakan terjadinya penurunan resistansi pada daerah lapisan zinc oxide. Respon sensor FET terhadap cahaya UV memperlihatkan bahwa apabila sensor diberikan cahaya UV maka terjadi peningkatan arus drain-sourceakibat adanya penurunan resistansi lapisan ZnO. Respon dinamik sensor FET memperlihatkan adanya perubahan tegangan output saat diberikan cahaya. Terjadi penurunan tegangan output saat diberikan cahaya UV pada setiap peningkatan intensitas. Sensor FET memiliki waktu respon sekitar 2.6 detik dan waktu pemulihan sekitar 2.8 detik. Hasil ini menunjukkan bahwa sensor FET memiliki waktu respons yang lebih cepat dari pada waktu pemulihannya. Kata kunci: Field Effect Transistor, zinc oxide, karakteristik arus-tegangan, sensor Sensor Ultra Violet (UV). PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI FIELD EFFECT TRANSISTOR (FET) BERBASIS ZINC OXIDE (ZnO) UNTUK SENSOR ULTRA VIOLET (UV) ZAINAL MUTAQIM Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen Fisika DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2013 iii Judul Nama NIM : Pembuatan dan Karakterisasi FET Berbasis Zinc Oxide (ZnO) untuk Sensor Sensor Ultra Violet (UV) : ZAINAL MUTAQIM : G74080072 Menyetujui , Pembimbing I Pembimbing II Dr. Akhiruddin Maddu M. Si NIP. 196609071988021006 Dr. Irmansyah M. Si NIP. 196809161994031001 Mengetahui, Ketua Departemen Fisika Dr. Akhiruddin Maddu M. Si NIP. 196609071988021006 Tanggal Pengesahan : KATA PENGANTAR Alhamdulillah, Puji syukur hanyalah bagi Allah SWT, karena atas limpahan rahmat, taufik dan hidayahnya-Nya hingga penulis mampu menyelesaikan karya ilmiah ini. Tema dari penelitian ini adalah Pembuatan dan Karakterisasi Field Effect Transistor (FET) Berbasis Zinc Oxide (ZnO) untuk Sensor Ultra Violet (UV) Pada kesempatan ini, penulis juga ingin mengucapkan terimakasih kepada: 1. Kedua orang tua penulis Bapak M. Yusuf Rasyim (di surga) dan Ibu Muhibah yang selalu mendoakan, membimbing, menasehati dan banyak hal lainnya. 2. Kakak (Ade Mukhsin, Mastupa, Syukahar, Abdul Syukur, M. Soleh, Zoelfikar Ali Buto, Kustamto, Eva Diana dan Agus Salim) atas curahan kasih sayang, yang senantiasa memberikan semangat, doa, perhatian, dan pengorbanannya yang tak terhingga kepada penulis sehingga penulis mampu menyelesaikan studi. 3. Bapak Dr. Akhiruddin Maddu selaku pembimbing I yang telah memberi bimbingan, motivasi, kritik, dan saran. 4. Bapak Dr. Irmansyah selaku pembimbing II yang telah memberi bimbingan, motivasi, kritik, dan saran. 5. Bapak Drs. M. Nur Indro M.Sc selaku dosen penguji atas masukkan dan sarannya. 6. Bapak Heriyanto Syafutra M.Si selaku dosen penguji atas masukkan dan sarannya. 7. Bapak Ir. Hanedi Darmasetiawan M.S selaku dosen editor yang telah memberikan masukkan dan saran dalam penulisan skripsi. 8. Seluruh Dosen Pengajar, staf dan karyawan di Departemen Fisika FMIPA IPB. 9. Seluruh Staf dan Pegawai IPB di lingkungan kampus. 10. Teman-temanku angkatan 45 terimakasih atas kebersamaan kalian. 11. Semua pihak yang telah membantu yang tidak bisa penulis ucapkan satu persatu, terimakasih banyak atas dukungannya. Akhir kata, dengan adanya tulisan ini diharapkan dapat memberikan manfaat yang besar. Kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan unutk kemajuan penelitian ini. Semoga Allah SWT senantiasa melimpahkan rahmat dan karunia-Nya untuk kita semua. Amin. Bogor, April 2013 Penulis RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan pada tanggal 4 April 1989 di Pulau Panggang, Kabupaten Administrasi Kepulauan Seribu, Jakarta. dari pasangan Muhammad Yusuf Rasyim dan Muhibah. Penulis merupakan anak kedelapan dari delapan bersaudara. Penulis menyelesaikan masa studi di SD Negeri 03 Pagi Pulau Panggang, SLTP Negeri 133 Jakarta dan SMA Negeri 69 Jakarta. Pada tahun 2008 penulis melanjutkan pendidikan sarjana strata satu di Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA), Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur SNMPTN. Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif dalam organisasi ROHIS FISIKA 45, Himpunan Mahasiswa Fisika 45 (HIMAFI 45) bagian teknologi dan keilmuan, dan Networking Academy Cisco. Selain itu penulis juga aktif dalam beberapa kepanitiaan Departemen, Fakultas maupun tingkat IPB. DAFTAR ISI Halaman DFTAR TABEL ............................................................................................... vii DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... vii DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... vii BAB I PENDAHULUAN ................................................................................ 1.1 Latar Belakang .................................................................................. 1.2 Tujuan Penelitian .............................................................................. 1.3 Rumusan Masalah ............................................................................. 1.3 Hipotesis ............................................................................................ 1 1 1 1 1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ..................................................................... 2.1 Semikonduktor .................................................................................. 2.2 Silikon Tipe-p ................................................................................... 2.3 Transistor ........................................................................................... 2.4 Semikonduktor Zinc Oxide (ZnO) .................................................... 1 4 4 4 4 BAB III METODOLOGI PENELITIAN ........................................................ 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ........................................................... 3.2 Alat dan Bahan Penelitian ................................................................. 3.3 Prosedur Penelitian ........................................................................... 3.3.1 Penumbuhan lapisan SiO2 ....................................................... 3.3.2 Penumbuhan dan karakterisasi lapisan ZnO ............................ 3.3.3 Pembuatan kontak perak .......................................................... 3.3.4 Karakterisasi I-V ..................... ................................................. 3.3.5 Pengujian respon dinamik sensor FET ..................................... 5 5 5 5 5 5 6 6 6 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ......................................................... 4.1 Lapisan SiO2....................................................................................... 4.2 Karakteristik Optik Lapisan ZnO ....................................................... 4.3 Karakteristik I-V pada Sensor FET .................................................... 4.4 Respon Sensor FET Berbasis ZnO Terhadap Cahaya UV.................. 4.5 Respon Dinamik Sensor FET Terhadap Cahaya UV.......................... 4.6 Stabilitas dan Waktu Respon Sensor FET........................................... 6 6 7 7 7 8 9 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................... 5.1 Kesimpulan ....................................................................................... 5.2 Saran .................................................................................................. 10 10 10 DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 10 vi DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1 Celah energi jenis-jenis semikonduktor ............................................. 3 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1 Pita energi bahan (a) isolator, (b) semikonduktor dan (c) konduktor ..........................................................................….. Gambar 2 Pada pita valensi, elektron menyerap foton (hv) dan ke pita konduksi meninggalkan hole ......................…………………….. Gambar 3 a) Struktur kristal silikon dengan sebuah atom pengotor valensi lima menggantikan posisi salah satu atom silikon dan b) struktur pita energi semikonduktor tipe-n ......................... Gambar 4 a) Struktur kristal silikon dengan sebuah atom pengotor valensi tiga menggantikan posisi salah satu atom silikon dan b) struktur pita energi semikonduktor tipe-p ......................... Gambar 5 Konfigurasi FET ........................................................................... Gambar 6 Penumbuhan lapisan SiO2 ........................................................... . Gambar 7 Konfigurasi field effect transistor (FET) berbasis ZnO ................ Gambar 8 Rangkaian karakteristik I-V FET ................................................. Gambar 9 Rangkaian pengujian respon dinamik sensor FET ....................... Gambar 10 Lapisan SiO2 di permukaan atas substrat silikon ......................... Gambar 11 Spektrum EDX substrat silikon yang telah dioksidasi .................. Gambar 12 Absorbansi ZnO ............................................................................ Gambar 13 Karakteristik I-V FET ................................................................... Gambar 14 Karakteristik I-V terhadap UV dengan Vg = 0V .......................... Gambar 15 Karakteristik I-V terhadap UV dengan Vg = 5V .......................... Gambar 16 Respon dinamik sensor FET terhadap intensitas cahaya UV ....... Gambar 17 Kurva hubungan antara intensitas cahaya terhadap tegangan ..... Gambar 18 Respon dinamik pada kondisi gelap dan terang dengan variasi Vg ...................................................................................... Gambar 19 Stabilitas sensor FET .................................................................... Gambar 20 Waktu respon sensor FET ............................................................. Gambar 21 Waktu pemulihan sensor FET ....................................................... 2 2 3 3 4 5 6 6 6 7 7 7 8 8 8 8 8 9 9 9 9 DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1 Diagram alur kerja penelitian ...................................................... 13 vii 1 BAB I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Perkembangan teknologi dalam beberapa dekade terakhir ini sangat pesat, terutama piranti fotonik. Hal ini dikarenakan oleh perkembangan teknologi optoelektronik yang semakin meningkat. Teknologi optoelektronik saat ini telah dimanfaatkan dalam berbagai bidang, antara lain dalam bidang komunikasi optik, pengukuran optik, dan sebagainya. Piranti optoelektronik terdiri atas sumber cahaya seperti LED, LASER, detektor dan komponen-komponen optik lainnya. Detektor optik merupakan salah satu bagian vital dalam teknologi optoelektronik. Detektor pada piranti optoelektronik ini pada umumnya merupakan bahan semikonduktor yang memiliki efek optoelektronik. Contoh penerapan teknologi optoelektronik terdapat pada video compact disc (VCD), karena pada VCD dapat ditemukan sumber cahaya dan juga detektor yang terbuat dari bahan semikonduktor. Sifat listrik-optik bahan semikonduktor meliputi fotoresistif atau fotokonduktif, yaitu sifat listriknya (resistansi atau konduktansi) bervariasi terhadap respon cahaya. Detektor optik juga dapat dibuat dalam bentuk piranti dioda dan transistor, yang sifat listrik-optiknya disebut fotodioda dan fototransistor. Fototransistor merupakan salah satu komponen yang berfungsi sebagai detektor cahaya yang dapat mengubah efek cahaya menjadi sinyal listrik, karena itu fototransistor termasuk dalam detektor optik. Fototransistor dapat diterapkan sebagai sensor yang baik, karena memiliki kelebihan dibandingkan dengan komponen lain yaitu mampu untuk mendeteksi sekaligus menguatkannya dengan satu komponen tunggal. Fototransistor memiliki sambungan kolektor-basis yang besar dengan cahaya, karena cahaya dapat membangkitkan pasangan lubang elektron dengan diberi prasikap maju, cahaya yang masuk menimbulkan arus pada kolektor. Bahan utama fototransistor adalah silikon atau germanium (Ge) sama seperti pada transistor jenis lainnya. Fototransistor sebenarnya tidak berbeda dengan transistor biasa, hanya saja fototransistor ditempatkan dalam suatu material yang transparan sehingga memungkinkan cahaya mengenainya (daerah basis), sedangkan transistor biasa ditempatkan pada bahan logam dan tertutup. Dalam penelitian ini akan dikembangkan field effect transistor (FET) dengan bahan aktif yaitu ZnO. ZnO merupakan semikonduktor direct-gap yang mempunyai bandgap sekitar 3.37 eV pada temperatur kamar, sehingga ZnO merupakan kandidat yang baik untuk dikembangkan sebagai piranti optik.9 1.2 Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk membuat piranti field effect transistor (FET) berbasis zinc oxide (ZnO) sebagai lapisan aktif untuk sensor UV. 1.3 Rumusan Masalah 1. Apakah zinc oxide (ZnO) dapat digunakan sebagai lapisan aktif pada FET untuk mendeteksi UV? 2. Bagaimana karakteristik field effect transistor (FET) berbasis ZnO sebagai sensor UV? 1.4 Hipotesis Semakin besar tegangan gate yang diberikan pada FET maka semakin besar pula arus yang dihasilkan dan semakin besar intensitas cahaya UV yang diberikan pada FET maka semakin besar penurunan tegangan yang dihasilkan. BAB II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Semikonduktor Material zat padat dapat diklasifikasikan ke dalam tiga bagian utama yaitu isolator, semikonduktor dan konduktor. Isolator memiliki konduktivitas yang rendah yang berkisar antara 10-18 sampai 10-8 S/cm sedang konduktor seperti aluminium dan perak memiliki konduktivitas yang tinggi yang berkisar antara 104 sampai 106 S/cm. Bahan semikonduktor memiliki konduktivitas antara isolator dan konduktor. Konduktivitas bahan semikonduktor secara umum peka terhadap temperatur, iluminasi, medan magnet, dan jumlah partikel pengotor (impuritas). Kepekaan bahan semikonduktor ini menyebabkan bahan ini banyak digunakan dalam aplikasi fisika. Studi tentang semikonduktor dimulai pada abad ke-19. Setiap atom memiliki elektron. Elektron mengorbit di dalam atom dengan tingkatan energi tertentu. Kulit-kulit yang ada pada atom menunjukkan tingkatan energi elektron. Elektron pada atom tunggal menempati orbital atom. Orbital atom elektron akan membelah ketika atom-atom mengumpul saling 2 berdekatan. Mengumpulnya atom-atom tersebut menyebabkan jumlah orbital atom menjadi besar dan perbedaan energi di antara orbital atom tersebut mengecil sehingga akan terbentuk pita energi. Konsep pita energi sangat penting dalam mengelompokkan material sebagai konduktor, semikonduktor dan isolator. Besarnya lebar celah energi dapat menentukan apakah suatu material termasuk konduktor, semikonduktor atau isolator. Celah energi memisahkan pita valensi dengan pita konduksi. Elektron pada pita valensi dapat loncat menuju pita konduksi dengan cara menyerap sejumlah energi yang melebihi celah energi. Celah energi masingmasing material ditunjukkan pada Gambar 1.1 Semikonduktor adalah bahan yang memiliki konduktivitas listrik di antara konduktor dan isolator. Resistivitas semikonduktor berkisar di antara 10-6 sampai 104 ohm-m. Pada semikonduktor, terdapat pita energi yang memperbolehkan keberadaan elektron, yaitu pita valensi berenergi rendah yang berisi penuh oleh elektron dan pita konduksi yang berenergi tinggi yang kosong. Celah energi yang memisahkan kedua pita tersebut yaitu pita terlarang atau disebut juga sebagai bandgap (Eg). Salah satu karakteristik penting semikonduktor adalah memiliki celah energi yang relatif kecil yaitu berkisar antara 0.2-2.5 eV. Celah pita energi yang kecil ini memungkinkan suatu elektron memasuki tingkat energi yang lebih tinggi. Perpindahan elektron ini dapat terjadi karena pengaruh temperatur dan penyinaran (Gambar 2).2 Ketika semikonduktor diiradiasi dengan cahaya yang energinya lebih besar dari energi gap semikonduktor (h Eg), elektron pita valensi dapat tereksitasi ke pita konduksi. Elektron yang melompat dari pita valensi ke pita konduksi disebut pembawa muatan negatif, sedangkan lubang (hole) yang ditinggalkan elektron pada pita valensi merupakan pembawa muatan positif. Jika jalur terlarang sempit, elektron bebas mudah dibangkitkan hanya dengan energi kecil. Bila lebar, maka elektron bebas sedikit dibangkitkan seperti halnya pada isolator. Celah energi untuk beberapa semikondutor dapat dilihat pada Tabel 1. Dari daftar ini terbukti intan merupakan isolator yang paling baik karena celah energinya 6 eV. InSb dan semacamnya mempunyai kondukivitas yang besar pada temperatur kamar karena celah energinya kecil. Pita kosong Pita berisi elektron Gambar 1. Pita energi bahan (a) isolator, (b) semikonduktor dan (c) konduktor Pita konduksi Eg celah energi hole Pita valensi Gambar 2. Pada pita valensi, elektron menyerap foton (hv) dan ke pita konduksi meninggalkan hole Ketika semikonduktor diiradiasi dengan cahaya yang energinya lebih besar dari energi gap semikonduktor (h Eg), elektron pita valensi dapat tereksitasi ke pita konduksi. Elektron yang melompat dari pita valensi ke pita konduksi disebut pembawa muatan negatif, sedangkan lubang (hole) yang ditinggalkan elektron pada pita valensi merupakan pembawa muatan positif. Jika jalur terlarang sempit, elektron bebas mudah dibangkitkan hanya dengan energi kecil. Bila lebar, maka elektron bebas sedikit dibangkitkan seperti halnya pada isolator. Celah energi untuk beberapa semikondutor dapat dilihat pada Tabel 1. Dari daftar ini terbukti intan merupakan isolator yang paling baik karena celah energinya 6 eV. InSb dan semacamnya mempunyai kondukivitas yang besar pada temperatur kamar karena celah energinya kecil. Hanya sedikit bahan yang disebut sebagai semikonduktor dalam keadaan tidak murni. Oleh karena itu, dalam pembuatannya semikonduktor yang murni dicampurkan dengan bahan lain. Bahan ini disebut sebagai bahan pengotor atau dopan. Semikonduktor yang tidak dikotori oleh bahan lain disebut semikonduktor intrinsic, sedangkan yang diberi pengotor disebut semikonduktor extrinsic.4 3 Tabel 1. Celah energi jenis-jenis semikonduktor 3 Semikonduktor Si Ge GaAs GaSb InSb CdTe CdS ZnO Intan Celah energi pada temperatur 300 K (eV) 1.11 0.67 1.39 0.67 0.17 1.45 2.45 3.20 6.00 Semikonduktor extrinsic terdiri atas dua tipe, yaitu tipe-n dan tipe-p (Gambar 3). Atomatom yang dapat dijadikan impuritas (pengotor) berasal dari atom golongan IIIA dan VA dalam sistem periodik unsur. Penambahan impuritas dari golongan VA (atom pentavalen) ke dalam semikonduktor intrinsic akan menghasilkan semikonduktor tipe-n. Semikonduktor tipe-n dapat dibuat dengan menambahkan sejumlah kecil atom pengotor yaitu atom pentavalen seperti antimoni (Sb), fosfor (P) atau arsenik (As) pada silikon murni. Atom-atom pengotor ini memiliki lima elektron valensi sehingga secara efektif memiliki muatan sebesar +5q. Saat sebuah atom pentavalen menempati posisi atom silikon dalam kisi kristal maka hanya ada empat elektron valensi yang dapat membentuk ikatan kovalen lengkap dan tersisa satu elektron yang tidak berpasangan (Gambar 3a). Hasil penggabungan silikon dengan atom pentavalen menghasilkan satu elektron yang tidak berpasangan, maka atom pentavalen disebut atom donor. Penambahan atom donor ini akan mengubah keadaan energi fermi mendekat di bawah pita konduksi (Gambar 3b). Semikonduktor jenis ini atom pengotornya memiliki kelebihan elektron (atom donor), hal ini menyebabkan kelebihan elektron di dalam kristal sehingga semikonduktor bermuatan negatif. Penambahan impuritas dari golongan IIIA ke dalam semikonduktor intrinsic akan menghasilkan semikonduktor tipe-p. Semikonduktor tipe-p dapat dibuat dengan menambahkan atom trivalen (Aluminium (Al), Boron (B), Galium (Ga) atau Indium (In)) pada semikonduktor murni. Atom pengotor ini mempunyai tiga elektron valensi sehingga secara efektif hanya dapat membentuk tiga ikatan kovalen. Saat sebuah atom trivalen menempati posisi atom silikon dalam kisi kristal maka hanya ada empat elektron valensi yang dapat membentuk ikatan kovalen lengkap dan tersisa satu elektron yang tidak berpasangan (Gambar 4a). Hasil penggabungan silikon dengan atom trivalen menghasilkan satu elektron yang tidak berpasangan, maka atom trivalen disebut atom aseptor. Penambahan atom aseptor ini akan mengubah keadaan energi fermi mendekat di atas pita valensi (Gambar 4b). Semikonduktor tipe-p memiliki lubang (hole) sebagai pembawa muatan mayoritas. Semikonduktor jenis ini atom pengotornya kekurangan elektron, hal ini menyebabkan kekosongan di dalam kristal sehingga semikonduktor bermuatan positif.4 Jika bahan semikonduktor disinari cahaya, maka akan mengalami efek fotovoltaik, yaitu penyerapan energi cahaya sehingga membangkitkan elektron untuk tereksitasi ke pita konduksi dan menghasilkan arus listrik. Dari sifatnya tersebut maka bahan semikonduktor ini banyak digunakan sebagai bahan dasar untuk berbagai macam piranti optoelektronik antara lain fotodioda dan sel surya. Gambar 3. a) Struktur kristal silikon dengan sebuah atom pengotor valensi lima menggantikan posisi salah satu atom silikon dan b) struktur pita energi semikonduktor tipe-n.5 Gambar 4. a) Struktur kristal silikon dengan sebuah atom pengotor valensi tiga menggantikan posisi salah satu atom silikon dan b) struktur pita energi semikonduktor tipe-p.5 2.2 Silikon Tipe-p Sebuah atom silikon memiliki empat elektron pada kulit valensinya. Ketika atomatom silikon bergabung membentuk suatu kristal padat, setiap atom menempatkan dirinya di antara empat silikon lainnya sehingga kulit valensi tiap-tiap atom saling berimpitan. Elektron-elektron ini yang akan digunakan bersama untuk membentuk ikatan kovalen. Dalam keadaan murni, silikon merupakan sebuah isolator karena ikatan kovalen mengikat dengan kuat semua elektronnya sehingga tidak menyisakan elektron bebas untuk mengalirkan arus.17 Silikon tipe-p dibuat dari silikon murni yang diberikan atom pengotor dari unsur berbeda yang memiliki tiga elektron pada kulit valensinya. Penambahan atom pengotor tersebut mengakibatkan timbulnya sejumlah ruang kosong yang dapat dimuati elektron, ruang ini disebut hole. Hole yang terbentuk akan digunakan sebagai pembawa muatan serta dapat digerakan di dalam susunan atomatom dengan menerapkan beda potensial pada bahan ini.17 2.3 Transistor Pada tahun 1951, William Schockley menemukan transistor sambungan pertama, komponen semikonduktor yang dapat menguatkan sinyal elektronik seperti sinyal radio dan televisi. Kumpulan transistor telah banyak menghasilkan berbagai rangkaian semikonduktor lain, seperti rangkaian terpadu (IC), suatu komponen kecil yang mengandung ribuan transistor miniatur.12 Ada dua jenis transistor yaitu transistor sambungan bipolar (bipolar junction transistor, BJT) dan transistor efek medan (field effect transistor, FET), yang karakteristik kerja dan konsrtuksinya berbeda.16 Transistor efek medan (FET) adalah piranti terkendali tegangan, yang berarti karakteristik keluaran dikendalikan oleh tegangan masukan. Pada dasarnya terdapat dua jenis transistor efek medan yaitu transistor efek medan tipejunction (JFET) dan transistor efek medan tipe MOS (MOSFET). Field effect transistor (FET) merupakan salah satu bentuk dari MOSFET. Konfigurasi FET biasanya dibuat dengan menggunakan teknik deposisi lapisan seperti evaporation, sputtering, chemical vapor deposition, dan spin-coating. FET terdiri atas tiga terminal, yaitu pengisian konduksi antara dua terminal, source dan drain, dikendalikan oleh modulasi potensial listrik dari terminal ketiga yaitu gate.16 FET berbasis zinc oxide telah banyak dipelajari untuk berbagai aplikasi dalam perangkat fotodetektor, biosensor, dan flat panel display. Dalam pembuatan FET kualitas tiap lapisan sangat penting untuk menunjukkan kerja dari FET. FET memiliki 3 lapisan yaitu lapisan substrat, lapisan insulator dan lapisan aktif zinc oxide. Lapisan subtrat menjadi kontak gate, yaitu sebagai pengatur arus source-drain. Kontak gate diberi tegangan (VGS) menimbulkan peningkatan arus source-drain secara eksponensial, dimana daerah linier mendefinisikan nilai tegangan ambang. Lapisan insulator berfungsi untuk mereduksi arus source-drain, sedangkan lapisan ZnO menjadi sebagai bahan aktif yang sensitif. Prinsip kerja FET yaitu dengan mengontrol distribusi pembawa muatan dalam semikonduktor dengan menggunakan medan listrik-dalam. Jika bahan aktif yang digunakan tipe-n, dengan memberikan tegangan positif pada gerbang (gate) akan menghasilkan akumulasi muatan negatif pada lapisan aktif di sekitar permukaan dielektrik. Ketika muatan pembawa sudah cukup terakumulasi, konduktivitas daerah akumulasi muatan meningkat secara drastis, akibatnya meningkatkan arus antara drain dan source.15 2.4 Semikonduktor Zinc Oxide (ZnO) Zinc oxide (ZnO) merupakan salah satu bahan semikonduktor yang sering dibuat dalam bentuk lapisan untuk berbagai aplikasi. Bahan ini cukup banyak memiliki aplikasi, contohnya piranti sel surya, LED, laser dioda, sensor dan beberapa piranti optoelektronik lainnya. ZnO SiO2 Al Gambar 5. Konfigurasi FET ZnO merupakan semikonduktor tipe-n yang mempunyai lebar energi celah pita (bandgap energy) antara 3.2 eV sampai 3.3 eV, dengan energi gap sebesar itu, ZnO dapat menyerap spektrum UV dari gelombang elektromagnetik. Kelebihan dari ZnO adalah terbentuk dari unsur-unsur melimpah, memiliki harga yang murah, tidak beracun, memiliki stabilitas yang tinggi dalam plasma nitrogen, dan siklus panas serta tahan terhadap radiasi.18 BAB III. METODE PENELITIAN 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilakukan pada bulan Februari 2012 sampai dengan Nopember 2012 di Laboratorium Biofisika, Laboratorium Material, Laboratorium Fisika Lanjut, dan Laboratorium Analisis Bahan, Departemen Fisika IPB. Pemasangan kontak perak dilakukan di Laboratorium Fisika Material Departemen Fisika ITB (MOCVD ITB). 3.2 Alat dan Bahan Penelitian Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah furnace, spektroskopi UV-VIS, I-V meter, pH meter, gunting, selotip, double tip, hot plate, magnetic stirrer, stirrer, pipet, tabung reaksi, gelas kimia, gelas ukur, pengaduk, dan neraca analitik. Bahan yang digunakan meliputi kaca preparat, zinc asetate dihydrate, NaOH, PEG, aceton, etanol, gas oksigen O2, H2SO4, H2O2, pasta perak dan akuades. 3.3 Prosedur Penelitian 3.3.1 Penumbuhan Lapisan SiO2 Lapisan SiO2 ditumbuhkan dengan metode wet thermal. Substrat yang digunakan adalah silicon wafer tipe-p (Si-p). Silikon dimasukkan ke dalam larutan aseton lalu dicuci dalam ultrasonic bath selama 30 menit. Setelah itu dibersihkan didalam asam peroxymonosulphuric selama 15 menit, kemudian silikon dicuci kembali dengan asam HF. Substrat Si-p tersebut dioksidasi untuk menghasilkan SiO2 di atas substrat Si-p. Lapisan SiO2 dibuat dengan memanaskan substrat Si-p di dalam furnace hingga mencapai temperatur kurang lebih 1000 0C, gas oksigen murni (O2) dialirkan ke dalam furnace selama pemanasan berlangsung. Variasi volume O2 yang diberikan berbedabeda. Gas O2 mulai diberikan pada temperatur 600 0C, dengan volume 2.5 mL selama 5 menit. Pada saat temperatur furnace telah mencapai 1000 0C, maka volume O2 yang diberikan bertambah menjadi 5 mL selama 10 menit. Keadaan temperatur 1000 0C ini dipertahankan selama 2 jam, sehingga terbentuk lapisan SiO2 pada permukaan atas subtrat. 3.3.2 Pembuatan dan karakterisasi lapisan zinc oxide (ZnO) Lapisan zinc oxide (ZnO) dapat dibuat dengan mencampurkan zinc asetate dihydrate, PEG, aquades, etanol, kemudian diteteskan NaOH sampai pH=7. Setelah itu di diamkan selama semalam, sehingga terjadi endapan. Pembuatan lapisan ZnO di permukaan atas SiO2 menggunakan metode dip-coating. Pada teknik dip-coating ini substrat yang akan dilapisi dicelupkan ke dalam tempat endapan, kemudian substrat yang sudah terlapisi ZnO dipanaskan menggunakan furnace pada temperatur 300 0C selama 1 jam. Agar ketebalan lapisan yang dihasilkan sesuai dengan yang diinginkan untuk membuat field effect transistor (FET), maka perlu dilakukan optimasi dalam proses deposisi. Optimasi yang harus dilakukan pada kondisi deposisi, meliputi konsentrasi larutan-larutan yang digunakan, temperatur reposisi, dan lama waktu deposisi. Optimasi dalam hal temperatur dapat menentukan struktur dan sifat lapisan ZnO yang terbentuk. Sedangkan, lamanya waktu deposisi ditujukan untuk mendapatkan ketebalan lapisan ZnO yang dihasilkan. Sampel lapisan ZnO yang berhasil ditumbuhkan dengan metode dip-coating, selanjutnya dikarakterisasi dengan spektrofotometer UV-Vis. Karakterisasi Spektroskopi UV-VIS ditujukan untuk mengetahui sifat optik lapisan ZnO. Sifat optik lapisan ZnO yang dibuat dengan metode dipcoating diukur pada temperatur ruang dengan menggunakan Spektrofotometer UV-Vis dengan rentang panjang gelombang 200-1000 nm. Furnace O2 Silikon tipe p Gambar 1. Penumbuhan lapisan SiO2 6 3.3.3 Pembuatan kontak perak Setelah menumbuhkan lapisan ZnO dengan metode dip-coating pada subtrat SiO2, kemudian dilakukan pemasangan elektroda source dan drain di atas lapisan ZnO. Pembuatan kontak dilakukan di Laboratorium Fisika Material Institut Teknologi Bandung (MOCVD ITB). Proses penumbuhan perak dilakukan dengan metode evaporasi pada tekanan 10-3 barr. Proses penumbuhan perak ini bertujuan untuk mempermudah karakterisasi FET. Pemberian kontak perak dilakukan pada lapisan ZnO dan substrat silikon. 3.3.4 Karakterisasi I-V Karakterisasi FET dilakukan dengan menghubungkan kontak gate dengan tegangan dari power supply sebesar 0 V, 2 V, 4 V, 6 V, 8 V, dan 10 V. Pada setiap tegangan gate (Vg) yang digunakan, arus drain (Id) diukur dengan menggunakan Keithley 2400 dengan tegangan drain (Vd) yang diberikan bervariasi dari 0 sampai 10V. Karakteristik I-V FET dilakukan dengan dua kondisi, yaitu gelap (tanpa cahaya UV) dan terang (dengan cahaya UV). Tegangan gate yang diberikan sebesar 0 V dan 5 V pada setiap kondisi. Hal ini dimaksudkan untuk mengetahui dan mempelajari apakah FET ini, berespon terhadap cahaya UV. Kontak gate Kontak drain/sour ce ZnO SiO2 Silikon tipe p Gambar 7. Konfigurasi field effect transistor (FET) berbasis ZnO Gambar 8. Rangkaian karakteristik I-V FET PASCO Science Workshop 750 SENSOR Gambar 9. Rangkaian pengujian respon dinamik sensor FET 3.3.5 Pengujian respon dinamik sensor FET Sensor FET disusun secara seri dengan resistor, seperti pada Gambar 9. Rangkaian dihubungkan dengan baterai 9V dan diberikan variasi tegangan gate sebasar 0V, dan 5V, kemudian sensor FET dihubungkan dengan sensor tegangan yang berhubungan langsung dengan komputer. Pengujian respon dinamik dilakukan dengan dua variasi yaitu saat kondisi terang (dengan cahaya UV) dan gelap (tanpa cahaya UV). Sensor FET diuji dengan memberikan tegangan gate sebesar 0 V dan diberikan cahaya UV dengan variasi intensitas 0.001 mW.cm-2, 0.041 mW.cm-2, dan 1.552 mW.cm2 . Setelah itu, FET diberikan variasi tegangan gate sebesar 0 V dan 5 V dengan kondisi terang dan gelap (tanpa cahaya UV). Hal ini bertujuan untuk melihat pengaruh tegangan gate saat kondisi terang (dengan cahaya UV) dan gelap (tanpa cahaya UV). Dilakukan juga pengujian kestabilan dari sensor FET yaitu dengan memberikan tegangan gate 0 V saat kondisi terang dan gelap (tanpa cahaya UV). Hal ini dilakukan untuk melihat kemampuan sensor apakah dapat balik (reversible) atau tidak. BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Lapisan SiO2 Penumbuhan lapisan silikon dioksida (SiO2) di permukaan atas silikon dilakukan dengan menggunakan metode thermal, Substrat silikon (Si) dipanaskan menggunakan furnace pada temperatur 1000 0C selama 3 jam, kemudian gas oksigen (O2) dialirkan ke dalam furnace selama pemanasan berlangsung, sehingga oksigen berikatan dengan silikon membentuk lapisan SiO2. Pada Gambar 10 dapat dilihat perbedaan warna antara substrat silikon dan lapisan SiO2. Lapisan SiO2 yang dihasilkan berwarna kuning keemasan, sedangkan warna substrat silikon adalah perak. 7 Gambar 11 menunjukkan spektrum EDX substrat silikon yang telah dioksidasi. Karakteristik EDX dilakukan di Pusat Penelitian Geologi Kelautan (PPGL) Bandung. Karakterisasi EDX digunakan untuk mengetahui persentase unsur oksigen (O2) yang ada dalam substrat silikon. Hasil karakterisasi EDX menunjukkan bahwa dalam sampel terdapat kandungan unsur O2 sekitar 35% dan unsur silikon sekitar 65%. Berdasarkan hasil karakterisasi EDX lapisan SiO2 telah berhasil ditumbuhkan di permukaan atas substrat silikon. Intensitas (cps) Gambar 10. Lapisan SiO2 di permukaan atas substrat silikon Energi (keV) Gambar 11. Spektrum EDX substrat silikon yang telah dioksidasi Absorbansi (a.u) 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 300 500 700 Panjang gelombang (nm) Gambar 12. Absorbansi ZnO 4.2 Karakteristik Optik Lapisan ZnO Lapisan zinc oxide (ZnO) dibuat dengan menggunakan metode dip-coating di permukaan atas kaca preparat. yaitu dengan cara mencelupkan sampel ke dalam endapan ZnO, kemudian di panaskan menggunakan furnace pada temperatur 300 0C selama 1 jam. Setelah itu lapisan ZnO diukur pada temperatur ruang dengan menggunakan spektrofotometer UV-Vis dengan rentang panjang gelombang 200-1000 nm. Sifat optik bahan semikonduktor ZnO diamati berdasarkan karakteristik absorbansi optik menggunakan spektrofotometer UV-Vis. Spektrum absorbansi optik sampel lapisan ZnO ditunjukkan pada Gambar 12, yang memperlihatkan lapisan ZnO menyerap cahaya ultra violet (UV) dan melewatkan cahaya tampak dan inframerah. 4.3 Karakteristik I-V Sensor FET Karakteristik I-V FET dapat dilihat dari kurva ID-S (arus drain-source) terhadap VD-S (tegangan drain-source) dengan variasi Vg (tegangan gate) yakni 0 V, 2 V, 4 V, 6 V, 8 V, dan 10 V. Tegangan drain-source mulai dari 0 V sampai 10 V. Kurva I-V sensor FET diperlihatkan pada Gambar 12. Tegangan gate yang diberikan bernilai positif, karena lapisan aktif ZnO merupakan semikonduktor tipe-n. Pengaruh tegangan gate terhadap ZnO dapat mempolarisasi muatan pada ZnO sehingga akan menambah jumlah pembawa muatan hole yang aktif bergerak. Pada kurva I-V sensor FET menunjukkan tegangan gate yang diberikan akan mempengaruhi arus drain-source. Semakin positif tegangan gate diberikan maka semakin besar arus drain-source dihasilkan. Jika tegangan gate tetap dan tegangan drain-source terus dinaikan maka arus drain-source mengalami saturasi. Kondisi seperti ini menunjukkan sensor yang dibuat beroperasi sebagai FET. Jika diberikan tegangan gate terlalu besar maka FET kemungkinan akan mengalami kebocoran pada lapisan SiO2, sehingga kurva I-V yang terbaca seperti kurva dari struktur dioda. 4.4 Respon Sensor FET Berbasis ZnO Terhadap Cahaya UV Karakterisasi I-V dilakukan dengan dua perlakuan, yaitu kondisi gelap (tanpa cahaya UV) dan kondisi terang, untuk setiap variasi diberikan tegangan gate sebesar 0 V dan 5 V. Pengukuran karakteristik ini bertujuan untuk mengetahui apakah sensor yang dibuat dapat merespon cahaya UV. 8 2,00E-04 1,80E-04 1,60E-04 1,40E-04 1,20E-04 1,00E-04 8,00E-05 6,00E-05 4,00E-05 2,00E-05 0,00E+00 gate 0 V ID-S (A) gate 2 V gate 4 V gate 6 V gate 8 V 0 5 10 gate 10 V VD-S (V) Gambar 13. Karakteristik I-V sensor FET 3,5E-04 Vg = 0 V Intensitas = 1.552 mW.cm-2 3,0E-04 ID-S (A) 2,5E-04 2,0E-04 1,5E-04 gelap 1,0E-04 terang 5,0E-05 0,0E+00 0 5 10 VD-S (V) Gambar 14. Karakteristik I-V terhadap cahaya dengan Vg = 0 V Vg = 5 V Intensitas = 1.552 mW.cm-2 3,5E-04 3,0E-04 gelap ID-S (A) 2,5E-04 terang 2,0E-04 1,5E-04 1,0E-04 yang diberikan. Hal ini disebabkan oleh semakin mengecilnya resistansi lapisan ZnO. Berdasarkan hasil pengukuran I-V pada kondisi gelap (tanpa cahaya UV) dan terang, terjadi perubahan arus yang menunjukkan sensor FET dapat dimanfaatkan sebagai sensor UV. Berdasarkan hasil Gambar 14 dan Gambar 15 dapat di simpulkan bahwa FET ini baik digunakan saat tegangan gate nya 0 volt. 4.5 Respon Dinamik Sensor FET Terhadap Cahaya UV Pengujian respon dinamik dilakukan dengan menghubungkan sensor FET secara seri dengan resistor yang berfungsi sebagai pembagi tegangan, kemudian diberikan cahaya UV dengan variasi intensitas sebesar 0.001 mW.cm-2, 0.041 mW.cm-2, dan 1.552 mW.cm-2, pada saat tegangan gate sebesar 0 V. Berdasarkan Gambar 16, dapat diketahui bahwa ketika intensitas cahaya 0.001 mW.cm2 diberikan, sensor FET menghasilkan tegangan sebesar 3.9 V. Ketika intensitas cahaya dinaikkan menjadi 0.041 mW.cm-2 dan 1.552 mW.cm-2, terjadi penurunan tegangan sebesar 3.7 V dan 3.4 V. Hal ini disebabkan adanya interaksi lapisan ZnO dengan cahaya yang diberikan, sehingga pasangan elektronhole pada lapisan ZnO meningkat. Pasangan elektron-hole akan terpisah oleh medan listrik, dan mengakibatkan terjadinya penurunan resistansi dari ZnO. 3,9 0 5 VD-S (V) 10 Gambar 15. Karakteristik I-V terhadap cahaya dengan Vg = 5 V Kurva karakteristik I-V untuk tegangan 0 V dan 5 V ditunjukkan pada Gambar 14 dan Gambar 15. Pengukuran I-V dilakukan dengan menghubungkan elektroda negatif pada kontak source, elektroda positif pada drain dan gate. Pada pengukuran dengan dua variasi tegangan gate, ketika FET diberikan tegangan maju mengakibatkan kenaikan arus, karena resistansi pada ZnO semakin mengecil dengan meningkatnya tegangan bias maju. Pasangan elektron-hole pada lapisan ZnO meningkat. Pasangan elektron-hole terpisah oleh medan listrik yang mengakibatkan terjadi peningkatan arus. Berdasarkan Gambar 14 dan Gambar 15, dapat dilihat adanya peningkatan arus ketika lapisan ZnO disinari cahaya UV dibandingkan saat kondisi gelap (tanpa cahaya UV). Peningkatan arus selain dipengaruhi oleh cahaya, juga dipengaruhi oleh tegangan gate 0.001 mW.cm-2 3,8 0.045 mW.cm-2 3,7 3,6 3,5 1.552 mW.cm-2 3,4 0 20 40 60 Waktu (s) Gambar 16. Respon dinamik sensor FET terhadap intensitas cahaya UV 3,9 tegangan (V) 0,0E+00 Tegangan (V) 5,0E-05 0,001; 3,85 3,8 0,045; 3,70 3,7 3,6 1,552; 3,50 3,5 3,4 0 1 Intensitas (mW.cm-2) 2 Gambar 17. Kurva hubungan antara intensitas cahaya terhadap tegangan Intensitas = 1.552 mW.cm-2 terang vg=5 volt vg=0 volt 0 10 20 30 Waktu (s) Gambar 18. Respon dinamik pada kondisi gelap dan terang dengan variasi Vg Untuk melihat pengaruh intensitas cahaya, maka dibuat kurva hubungan antara intensitas terhadap tegangan output yang diperoleh dari kurva pada Gambar 16. Gambar 17 memperlihatkan kurva hubungan antara intensitas terhadap tegangan output, semakin besar intensitas cahaya yang diberikan maka semakin kecil tegangan output yang dihasilkan. Hal ini disebabkan, adanya interaksi antara cahaya yang diberikan dengan lapisan ZnO, sehingga menyebabkan akan meningkatkan pasangan elektron-hole daerah lapisan ZnO. Pasangan elektron-hole akan terpisah oleh medan listrik yang kemudian akan berkontribusi terhadap penurunan resistansi dari ZnO. Pengujian sensor FET dilakukan pada kondisi gelap (tanpa cahaya UV) dan terang atau diberikan cahaya UV dengan intensitas 1.552 mW.cm-2 serta diberikan variasi tegangan gate sebesar 0 V dan 5 V yang ditunjukkan pada Gambar 18. Berdasarkan Gambar 18, pada saat Vg = 0 V dapat dilihat respon sensor FET terhadap cahaya yang diberikan lebih besar jika dibandingkan saat Vg = 5 V. Pada Vg = 0 V terjadi penurunan tegangan sebesar 0.5 V dari kondisi gelap (tanpa cahaya UV) ke kondisi terang (dengan cahaya UV), sedangkan saat Vg = 5 V terjadi penurunan tegangan dari kondisi gelap ke kondisi terang sebesar 0.4 V. Berdasarkan Gambar 18, dapat dilihat semakin besar tegangan gate yang diberikan, maka semakin besar pula tegangan yang dihasilkan. Berdasarkan hasil Gambar 18 dapat di simpulkan bahwa FET ini baik digunakan saat tegangan gate nya 0 volt. 4.6 Stabilitas dan Waktu Respon Sensor FET Stabilitas sensor FET dilakukan dengan memvariasikan perlakuan, yaitu tanpa cahaya (gelap) dan dengan cahaya UV (terang) secara berulang. Hal ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan sensor apakah dapat kembali ke keadaan semula setelah digunakan. Gambar 19 memperlihatkan perlakuan sensor saat tanpa cahaya (gelap) menghasilkan tegangan output sebesar 3.1 V, sedangkan saat diberi cahaya, tegangan output menurun hingga 2.7 V. Namun setelah dikembalikan ke kondisi semula (gelap), maka tegangan output kembali menjadi 3.1 V. Hal ini terlihat bahwa sensor memiliki resistansi yang dapat balik (reversible) sehingga sensor FET dapat digunakan secara berulang. 3,2 gelap 3,1 Teganngan (v) gelap 3 2,9 2,8 terang 2,7 2,6 0 10 20 30 Waktu (s) Gambar 19. Stabilitas sensor FET tegangan (v) 3,6 3,4 3,2 3 2,8 2,6 2,4 2,2 3,15 3,1 3,05 3 2,95 2,9 2,85 2,8 2,75 2,7 2,65 6,3 8,3 10,3 waktu (s) Gambar 20. Waktu respon sensor FET 3,2 3,1 tegangan (v) Tegangan (V) 9 3 2,9 2,8 2,7 2,6 13,6 14,6 15,6 16,6 waktu (s) Gambar 21. Waktu pemulihan sensor FET 10 Waktu respon merupakan waktu yang dibutuhkan sensor FET untuk berubah dari keadaan awal ke keadaan stasioner. Sedangkan waktu pemulihan yaitu waktu yang diperlukan oleh sensor untuk menghasilkan suatu output yang dapat kembali ke keadaan semula. Gambar 20 menunjukkan bahwa sensor FET memiliki waktu respon sekitar 2.6 detik merupakan waktu yang dibutuhkan sensor berubah dari 3.1V (tanpa cahaya) menjadi 2.7 V (keadaan stasioner saat diberi cahaya UV). Sedangkan Gambar 21 memperlihatkan waktu pemulihan (recovery) pada sensor FET. Hasil menunjukkan sensor memiliki waktu pemulihan selama 2.8 detik merupakan waktu yang dibutuhkan sensor berubah dari 2.7 V (keadaan stasioner saat diberi cahaya) menjadi kembali kekeadaan semula yaitu 3.1 V (tanpa cahaya UV). Hasil ini menunjukkan bahwa sensor FET memiliki waktu respons yang lebih cepat dari pada waktu pemulihannya. banyaknya gas oksigen yang diberikan saat pembentukan lapisan SiO2, yang bertujuan untuk mendapatkan lapisan SiO2 yang maksimal. BAB VI. DAFTAR PUSTAKA 1. 2. 3. 4. 5. BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Penumbuhan lapisan silikon dioksida (SiO2) di permukaan atas silikon terbentuk dari hasil pemanasan menggunakan furnace dengan temperatur 1000 0C dan diberikan gas oksigen. Hal ini dapat dilihat dari kasat mata bahwa terdapat perbedaan warna antara warna silikon dan warna SiO2, yaitu warna abu-abu dan kuning keemasan pada subtrat. Sensor FET dibuat dengan metode dipcoating, yaitu dengan mencelupkan substrat SiO2 ke dalam endapan zinc oxide. Karakterisasi arus-tegangan sensor FET, arus drain-source dipengaruhi oleh perubahan tegangan gate yang diberikan. Semakin positif tegangan gate diberikan, maka semakin besar arus drain-source yang dihasilkan. Respon sensor FET terhadap cahaya memperlihatkan terjadi peningkatan arus drain-source, dikarenakan terjadi penurunan resistansi pada daerah lapisan ZnO. Pada respon dinamik memperlihatkan adanya perubahan sensitivitas ketika diberikan tegangan gate yang berbeda. Semakin besar intensitas cahaya UV yang diberikan maka akan terjadi penurunan tegangan output. 5.2 Saran Penelitian ini dapat dilakukan kembali dengan melakukan variasi waktu dan variasi 6. 7. 8. 9. 10. 12. Goetzberger, A., Knobloch, J., Bernhard. 1998. Crystalline silicon solar cells. Inggris. John Wiley & Sons Ltd. Wijaya, S.K. 2007. Diktat Kuliah Elektronika I. Jakarta: Fisika FMIPA UI. Rio, S.R., Ida, M. 1999. Fisika dan Teknologi Semikonduktor Cetakan Ketiga. Jakarta: Pradnya Paramita. Soga, T. 2006. Nanostructred Materials For Solar Energy Conversion. Amsterdam: Elsevier BV. Sze, S.M., Kwok, K.N. 2007. Physics of Semiconductor Devices. New Jersey: John Willey & Sons, Inc. Wong, E., Bonevich, J., Searson. 1998. Growth kinetics of nanocrystolline ZnO particle from colloidal suspensions. J Materials Chemistry. Vol. 102. hlm 7770-7775. Ohya, Y,. Saiki, H., Takashi. 1994. Preparation of transparent electrically conducting ZnO lapisan from zinc asetate and alkoxide. J Materials Science. Vol. 29. hlm 4099-4103. Mizuguchi, J., Sumi, K., Muchi, T. 1981. A Highly stable sonaqueous suspension for the electrophoretic deposition of powdered substances. J Electrochemistry Society. Vol. 130. hlm 1811-1825. Osada, M., Sakemi, T., Yamamoto, T. 2006. The effect of oxygen partial pressure on local structures properties for Ga-doped ZnO thin lapisans. Thin solid film, 494,38-41. Annisa, A., Herman, B., Rahmat, H. 2010. Preparasi lapisan tipis ZnO transparan menggunakan metode solgel beserta karakterisasi sifat optiknya. Bandung: Program Studi Fisika FMIPA Institut Teknologi Bandung. Malvino, A.P. 2003. Prinsip-Prinsip Elektronika. Jakarta: Salemba Teknika. hlm 193. 13. 14. 15. 16. 17. 18. Toole, Mike. 2003. Rangkaian Elektronik Prisip dan Aplikasi. Jakarta: Erlangga. Widodo, T.S. 2002. Elektronika Dasar. Jakarta: Salemba Teknika. Chang, J.B. 2006. Functionalized polytiophene thin-lapisan transistor for low-cast gas sensor array [desertasi]. Electrical Engineering and Computer Sciences, University of California at Berkley. Khairurrijal, Dariskin, Budiman, M. 2004. Kapasitor MOS dengan dielektrik ceria amorf. Matematika dan Sains, 9, 269-272. [Anonim]. Silikon tipe-p. 2012. http://teknik-elektro.net/silikon-tipe-p. [12 Januari 2012]. Shinde, Gujar, Lokhande. 2007. Studies on growth of ZnO thin films by a novel chemical method. Solar Energy Material & Solar Cells, 91, 1055-1061. LAMPIRAN 13 Lampiran 1. Diagram alir penelitian Mulai Persiapan alat dan bahan Pembuatan lapisan SiO2 Penumbuhan lapisan ZnO Uji spektroskopi UV-VIS Metalisasi Karakteristik I-V Pengujian FET terhadap cahaya UV Pengolahan dan analisis data Penyusunan laporan Selesai
