Perpustakaan Digital ITB

Penelitian ini mempelajari pengaruh konsentrasi doping atom karbon (C) terhadap properti optik dan listrik film tipis molibdenum disulfida (MoS2). Sintesis film tipis menggunakan metode DC Unbalanced Magnetron Sputtering (DC-UBMS) pada substrat n-Si (100) pada suhu kamar. Scanning Electron Microscopy (SEM) mengkarakterisasi struktur morfologi film tipis menunjukkan perluasan permukaan flake film tipis pada MoS2 doping C yang diindikasikan dari transisi flake yang teraglomerasi menjadi lembaran-lembaran flake yang lebar. Spektrum XRD menunjukkan bahwa doping atom C meningkatkan derajat kristalisasi MoS2 heksagonal (2H-MoS2) dengan memperlebar jarak antar lapisan MoS2 dari 5,93 Å menjadi 6,13 Å. Hal ini mengindikasikan atom C terdoping di antara lapisan MoS2 yang memperbaiki defek kristal (distorsi kisi) sehingga jarak interlayer 2H-MoS2 menurun. Perbaikan kualitas kristal MoS2 doping C didukung dengan peningkatan ukuran kristalit dan penurunan kerapatan dislokasi. Spektroskopi Raman mengarakterisasi komposisi ikatan kimia pada struktur berlapis 2H-MoS2, didapati keberadaan Amorphous Carbon Layer (ACL) yang mengindikasikan adanya doping interstitial karbon pada struktur interlayer MoS2 serta terdapat ikatan atom oksigen dengan Mo membentuk ikatan molekul molibdenum triosida (MoO3). Spektroskopi fotoluminesensi melaporkan pengurangan defek kristal berupa vakansi sulfur setelah MoS2 didoping C. Pasifnya vakansi sulfur meningkatkan properti optik dengan memperluas energi band gap optik serta meningkatkan penyerapan foton pada panjang gelombang cahaya tampak yang didukung oleh kehadiran pita-pita eksiton eksiton A, eksiton B, trion, dan bieksiton. Uji I-V digunakan untuk mengarakterisasi properti listrik serta mengevaluasi kinerja fotodetektor Metal-Semikonduktor-Metal (MSM) MoS2 doping C pada area cahaya tampak. MoS2 doping C meningkatkan responsivitas, specific detectivity, External Quantum Efficiency (EQE), dan mengurangi Schottky Barrier Height (SBH) dari 0,40 eV menjadi 0,20 eV. Film tipis MoS2 doping karbon secara signifikan meningkatkan kinerja fotodetektor logam-semikonduktor-logam (MSM) dengan memasifkan vakansi sulfur dan memperkuat mobilitas carrier melalui kehadiran bieksiton. Fungsionalisasi doping atom C pada film tipis MoS2 merupakan strategi menjanjikan untuk aplikasi perangkat fotodetektor cahaya tampak di masa depan.