Path: TopS1-Final ProjectPhysics2012

STUDI AWAL PENUMBUHAN SILIKON NANOWIRE DENGAN METODE HWC IN PLASMA-VHF-PECVD BERBANTUAN NANOKATALIS NIKEL MELALUI OPTIMASI DAYA RF

Undergraduate Theses from JBPTITBPP / 2014-02-18 19:19:26
Oleh : AULIA FIKRI HIDAYAT (NIM : 10207076); Pembimbing : Prof. Dr. Toto Winata, S1 - Department of Physics
Dibuat : 2012, dengan 7 file

Keyword : lapisan tipis katalis Ni, nanoklaster Ni, annealing, metode PECVD, konfigurasi HWC in plasma-VHF-PECVD, daya rf, silikon nanowire (SiNW).

Mekanisme VLS (Vapor-Liquid-Solid) adalah salah satu mekanisme terpenting dalam fabrikais struktur nanomaterial. Penumbuhan SiNW berkatalis memanfaatkan mekanisme ini. Penumbuhan lapisan katalis adalah langkah paling awal yang dilakukan. Dilanjutkan pembentukan nanoklaster dengan melakukan annealing, untuk kemudian ditumbuhkan SiNW di atas substrat berkatalis tersebut. Pada penelitian ini penumbuhan SiNWdilakukan dengan metode HWC-in plasma-VHF-PECVD (Hot Wire Cell in Plasma-Very High Frequency-Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) yang merupakan modifikasi dari metode PECVD konvensional. Lapisan tipis katalis Ni telah ditumbuhkan pada substrat kaca preparat. Karakterisasi dengan spektroskopi XRD (X-Ray Diffraction) digunakan untuk mengidentifikasi orientasi dan struktur kristalnya. Perlakuan annealing dilakukan pada lapisan tipis katalis yang telah terbentuk untuk didapatkan nanoklaster Ni. Annealing dilakukan pada temperatur tetap yaitu 600oC dengan variasi waktu 4, 5, dan 6 jam. Hasil karakterisasi XRD menunjukkan ukuran kristal yang terbentuk berturut-turut yaitu 25,69 nm; 25,38 nm; dan 16,88 nm. Puncak difraksi XRD juga menunjukkan orientasi kristal arah [111], dan terdapat puncak lain berupa NiO [111] dan Ni [220].



















































































































Penumbuhan SiNW dilakukan dengan memvariasikan daya rf (radio frequency) 8, 10, dan 20 watt. Hasil karakterisasi SEM (Scanning Electron Microscopy) permukaan menunjukkan diameter rata-rata hasil penumbuhan dengan daya rf 8, 10, dan 20 watt berturut-berturut 1143,17 nm; 1490,27 nm; dan 2605,26 nm. Homogenitas diameter pada hasil penumbuhan juga masih relatif rendah. Dengan SEM penampang lintang dapat diidentifikasi dimensi vertikalnya, dimana aspect ratio (rasio panjang-lebar) hasil penumbuhan dengan daya 8 watt bervariasi (6,67; 6,86; 23,33) karena terdapat beberapa struktur yang mencirikan wire pada lokasi yang berbeda. Aspect ratio hasil penumbuhan dengan daya 10 watt yaitu 3,125. Sedangkan pada daya 20 watt nilai aspect ratio masih sangat kecil. Karakterisasi spektroskopi EDS (Energy-Dispersive X-Ray) mendefinisikan komposisi material yang tumbuh, dimana masih banyak terdapat kandungan oksigen sebagai impuritas.

Deskripsi Alternatif :

VLS (Vapor-Liquid-Solid) mechanism is one of the most important mechanism in the fabrication of nanomaterial structure. Growth of catalyzed SiNW uses this mechanism. Growth of catalyst thin film is the initial step of this mechanism, which then followed by nanocluster formation by annealing process. This step then followed by the growth of SiNW on the catalyzed substrate. In this research SiNW is grown by HWC in plasma-VHF-PECVD (Hot Wire Cell in Plasma-Very High Frequency-Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) method, which is a modification of the conventional PECVD.



















































































































Thin Ni catalyst film has been grown on a microscope slide (glass) substrate. XRD (X-Ray Diffraction) spectroscopy characterization was used to identify its crystal structure and orientation.



















































































































Annealing treatment was conducted on thin Ni film to obtain Ni nanocluster. Annealing was performed at constant temperature 600oC, with variation of time 4, 5, and 6 hours. XRD characterization results indicate the size of the crystals are 25,69 nm; 25,38 nm; and 16,88 nm respectively. XRD diffraction peak also indicates the crystal orientation of Ni in the [111] direction, and other peaks occured, which indicated NiO [111] and NiO[220]. The SiNW growth carried out on variation of rf power (radio frequency) 8, 10, and 20 watts. Morphological SEM (Scanning Electron Microscopy) results showed the average diameter of SiNW yield with the rf power 8, 10, and 20 watts are 1143,17 nm; 1490,27 nm; and 2605,26 nm respectively. Homogeneity in the diameter growth is still relatively low.



















































































































Cross-section SEM results identified the yield vertical dimension, where the aspect ratio (length-width ratio) results of 8 watts varied (6,67; 6,86; and 23; 33) because of occurance of some structures which indicated wire in different locations. The 10 watts-aspect ratio is 3,125, while the aspect ratio of the 20 watts-yield is still relatively small. From EDS (Energy-Dispersive X-Ray) spectroscopy result indicated the chemical composition of oxygen impurities, which are still relatively high.

Beri Komentar ?#(0) | Bookmark

PropertiNilai Properti
ID PublisherJBPTITBPP
OrganisasiS
Nama KontakUPT Perpustakaan ITB
AlamatJl. Ganesha 10
KotaBandung
DaerahJawa Barat
NegaraIndonesia
Telepon62-22-2509118, 2500089
Fax62-22-2500089
E-mail Administratordigilib@lib.itb.ac.id
E-mail CKOinfo@lib.itb.ac.id