PENUMBUHAN ZnO NANORODS PADA KACA PREPARAT TERLAPISI EMAS (Au) TIPIS UNTUK APLIKASI SURFACE PLASMON RESONANCE (SPR)

AJENG NOVITA SARI, . (2017) PENUMBUHAN ZnO NANORODS PADA KACA PREPARAT TERLAPISI EMAS (Au) TIPIS UNTUK APLIKASI SURFACE PLASMON RESONANCE (SPR). Sarjana thesis, UNIVERSITAS NEGERI JAKARTA.

Text SKRIPSI Ajeng Novita Sari.pdf Download (4MB)

Abstract

Dalam rangka pembuatan struktur divais untuk aplikasi surface plasmon resonance telah dilakukan proses penumbuhan ZnO nanorods pada permukaan substrat kaca yang terlapisi lapisan tipis Au. Proses penumbuhan ZnO nanorods ini dilakukan dengan menggunakan metode hidrotermal melalui dua tahapan utama, yaitu proses pembibitan (seed layer) dan penumbuhan (growth). Proses seed layer menggunakan larutan yang terdiri dari Zinc Acetate Dihydrate (Zn(O2CH3)2(H2O)2), Diethylamine (C4H11N), dan Etylene Glycol Monomethyl (C4H10O2) dengan konsentrasi 0.3M, dilanjutkan dengan proses dip coating selama 5 menit, proses pengeringan, dan proses annealing. Pada proses penumbuhan ZnO, digunakan larutan yang mengandung Zinc Nitrate Tetrahydrate (Zn(NO3)2 . 6H2O), Hexamethylene-tetramine (C6H12N4), dan Aqua DM dengan konsentrasi 0.05M. Waktu penumbuhan ZnO divariasikan 3 parameter, yaitu 2 jam, 4 jam, dan 6 jam, pada suhu 95⁰C yang diikuti proses annealing pada suhu 500⁰C selama 1 jam. Struktur ZnO dikarakterisasi menggunakan field emission scanning electron microscopy (FESEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), x-ray diffraction (XRD), dan fourrier transmition infra red (FTIR). Hasil FESEM menunjukkan bahwa diameter ZnO nanorods yang terbentuk akan semakin besar seiring semakin panjang waktu penumbuhan. Waktu penumbuhan 2 jam dan 4 jam menghasilkan ZnO nanorods dengan diameter di bawah 100 nm, di mana ZnO dengan diameter 29±7 nm berhasil ditumbuhkan dengan waktu penumbuhan 2 jam. Berdasarkan hasil EDS dapat diketahui bahwa semakin lama waktu penumbuhan maka persentase Zn semakin meningkat, sementara persentase O menurun. Pada karakterisasi XRD terlihat struktur kristal yang heksagonal dengan semakin meningkatnya intensitas puncak bidang (0,0,2) yang dihasilkan seiring semakin lama waktu penumbuhan. Hal ini mengindikasikan bidang kristal yang semakin searah. Hasil FTIR menunjukkan bahwa absorbsi infra red ikatan Zn-O berada disekitar panjang gelombang 540 hingga 544 cm-1 . Hasil pengujian SPR menunjukkan bahwa fenomena SPR terkonfirmasi dengan munculnya penurunan reflektansi pada area total internal reflection. Namun demikian, perlu menjadi perhatian bahwa waktu penumbuhan ZnO harus diatur dalam waktu penumbuhan yang sangat singkat. Hal ini karena semakin lama waktu penumbuhan akan menghasilkan ZnO rods yang besar dan panjang sehingga dapat mengakibatkan ketebalan substrat lebih dari 100 nm. Lapisan ZnO nanorods yang tebal berpotensi menghilangkan superposisi antara gelombang sinar datang (laser) dengan gelombang evanescent yang dapat berakibat tidak terjadinya fenomena SPR. In order to fabricate device for surface plasmon resonance (SPR) application, ZnO nanorods have been synthesized on the surface of glass substrate coated with Au thin layer. Formation of ZnO nanorods was done by using hydrothermal method through two main processes, i.e., a formation of seed layer and ZnO growth process. Formation of seed layer was performed by using a solution that consist of Zinc Acetate Dihydrate (Zn(O2CH3)2(H2O)2), Diethylamine (C4H11N), and Etylene Glycol Monomethyl (C4H10O2) with a concentration of 0.3M, followed by a 5-minute dip coating process, drying process, and annealing process. In ZnO growth process, we used a solution containing Zinc Nitrate Tetrahydrate (Zn(NO3)2 . 6H2O), Hexamethylene-tetramine (C6H12N4), and Aqua DM with concentration of 0.05M. Growth time were varied into 3 parameters, i.e., 2 hours, 4 hours, and 6 hours, at temperature of 95 ° C followed by annealing at 500 ° C for 1 hour. The structures of ZnO were characterized by field emission scanning electron microscopy (FESEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), x-ray diffraction (XRD), dan fourrier transmition infra red (FTIR). The FESEM results showed that the size of ZnO nanorods will be greater when the growth time is increased. Growth time of 2 hours and 4 hours produced ZnO nanorods with diameter less than 100 nm, where ZnO nanorods with diameter of 29±7 nm were formed by growth at 2 hours. EDS results showed that longer of growth time produced high composition of Zn and low one of O. In XRD characterization, the hexagonal crystal structure appears, which is indicated by increasing peak intensity of (0, 0, 2) by increasing growth time. This indicates that the direction of rods tends to uniform direction. The FTIR results show that the absorption of infra red on Zn-O bond was around the wavelength 540 to 544 cm-1 . SPR measurements showed that the SPR phenomenon is confirmed by the decrease of light reflectance in total internal reflection area. However, it should be noted that ZnO growth time should be adjusted in a very short time. This is because the longer growth time will produce large and long ZnO rods, which can lead to thicker ZnO film thickness of greater than 100 nm. The thick layer of ZnO nanorods potentially eliminates superposition between the incident light (laser) waves and evanescent waves which can produce the absence of SPR phenomena.

Item Type:	Thesis (Sarjana)
Additional Information:	1) Prof. Dr. Agus Setyo Budi, M.Sc 2) Prof. Dr. Ratno Nuryadi
Subjects:	Sains > Fisika
Divisions:	FMIPA > S1 Fisika
Depositing User:	sawung yudo
Date Deposited:	04 Apr 2022 02:18
Last Modified:	04 Apr 2022 02:18
URI:	http://repository.unj.ac.id/id/eprint/25713

Actions (login required)

View Item