Perpustakaan Digital ITB

Material quantum dots (QD) memiliki sifat unik karena adanya pembentukan tingkat energi diskrit dan celah pita energi yang dapat diatur karena munculnya efek kurungan kuantum pada material berukuran nanometer. Sifat unik tersebut sangat berbeda dari sifat yang ditampilkan oleh bentuk bulk-nya yang memiliki tingkat energi elektronik yang kontinu. Oleh karena itu, QD memiliki prospek aplikasi yang luas seperti pada sel surya, fotodetektor, perangkat pemancar cahaya, dan perangkat optik-elektronik lainnya. Di sisi lain, pemrosesan secara kimia saat ini telah mampu memproduksi material koloidal QD dengan ukuran partikel yang seragam dan sangat kecil yang cukup untuk mencapai zona kurungan kuantum. Akan tetapi, untuk dapat memfungsikan koloidal QD sebagai material aktif pada beberapa perangkat elektronik, terdapat beberapa masalah penting yang perlu dicermati. Salah satu masalah tersebut berkaitan dengan interaksi antara individu QD untuk memungkinkan terjadi tranpor muatan pembawa dari satu QD ke QD lainnya. Interaksi ini sangat dipengaruhi oleh molekul ligand yang dapat menstabilkan QD, dan mekanisme pembentukan asembli QD itu sendiri. Pada studi ini, peran dari asembli QD dalam meningkatkan transport muatan pembawa akan diinvestigasi. Timbal sulfida (PbS) QD digunakan sebagai model pada penelitian ini. Asembli QD dikontrol dengan menggunakan beberapa teknik deposisi seperti spin-coating, dip-coating, dan liquid-air interfacial assembly, bersamaan dengan proses pergantian ligand untuk meningkatkan interaksi antara QD. Variasi deposisi QD dikarakterisasi dengan menggunakan atomic force microscopy (AFM), dan transmission electron microscopy (TEM) untuk mengobservasi morfologi dari asembli QD. Spektroskopi UV-VIS-NIR digunakan untuk mengkonfirmasi absorpsi optik dari asembli QD, lebih detilnya untuk mengklarifikasi puncak eksitonik. Sifat transport elektronik dari asembli diinvestigasi dengan menggunakan field effect transistor (FET). Di samping dapat difungsikan sebagai perangkat elektronik, FET juga dapat digunakan untuk mengkarakterisasi sifat intrinsik pembawa muatan di dalam material semikonduktor. Dua tipe gate yaitu solid-gated dan electrolyte-gated FET digunakan untuk mendapatkan informasi karakteristik pembawa muatan yang diinduksi pada rapat muatan yang berbeda. Dari penelitian ini, teramati hubungan linear antara kualitas asembli QD dengan sifat transport elektroniknya. FET dengan QD yang dideposisikan menggunakan liquid-air interfacial assembly, menunjukan nilai mobilitas elektronik tertinggi, lebih besar satu orde dari FET dengan QD yang dideposiskan dengan metode spincoating. Lebih jauh lagi, kami menemukan bahwa metode deposisi yang berbeda menghasilkan interaksi berbeda antara substrat dan asembli QD yang sangat berpengaruh pada transport elektronik QD. Hasil ini akan menjadi panduan dalam pengembangan perangkat elektronik lainnya yang berbasis QD.