Perpustakaan Digital ITB

Semikonduktor quantum dots (QDs) telah dikembangkan sebagai material baru yang menjanjikan untuk aplikasi elektronik, optoelektronik dan termoelektrik karena sifatnya yang bergantung pada ukuran. Wujud koloid dari material ini cocok dalam fabrikasi film dari larutan dan menghasilkan mobilitas pembawa muatan yang tinggi. Metilamonium timbal iodida (CH3NH3PbI3 atau MAPbI3, dimana MA = CH3NH3+ ) telah dipelajari secara luas sebagai material penyerap cahaya, dan akhir-akhir ini penelitian menunjukkan bahwa material ini dapat dijadikan sebagai ligan anorganik pada quantum dots timbal sulfida (PbS QDs). MAPbI3 digunakan untuk menggantikan ligan organik dari permukaan QDs PbS sehingga menghasilkan QDs dengan ligan anion timbal triiodida (PbI3-) yang stabil dalam pelarut polar contohnya adalah propilen karbonat (PC). Ligan MAPbI3 dapat mempertahankan tingginya efisiensi fotoluminisensi inframerah dekat dari QDs PbS. Selain itu, ligan anorganik ini diharapkan dapat memfasilitasi transpor elektronik yang baik antara QDs. Namun, belum pernah ada penelitian yang mempelajari penggunakan QDs MAPbI3-PbS pada beberapa devais. Dalam penelitian ini, dilakukan pertukaran ligan dalam larutan pada QDs PbS menggunakan ligan MAPbI3 dan aplikasinya pada Field Effect Transistors (FETs). Larutan koloid QDs PbS dalam heksana mengalami perpindahan fasa dari fasa nonpolar ke fasa polar ketika penambahan campuran MAI dan PbI2 dalam N- metilformamida dengan perbandingan 1:1. Spektrum serapan fourier transform infrared (FTIR) menunjukkan keberhasilan transfer fasa QDs PbS. Kualitas dari QDs yang dihasilkan setelah pertukaran ligan juga ditunjukkan melalui pengukuran steady state dan time-resolved fotoluminisensi. Spektrum steady state fotoluminisensi QDs MAPbI3-PbS dalam larutan dan film menunjukkan pergeseran merah dibandingkan dengan QDs asam oleat-PbS yang mengindikasikan berkurangnya confinement effect. Spektrum time-resolved fotoluminisensi menunjukkan waktu peluruhan yang sama antara QDs asam oleat- PbS dan QDs MAPbI3-PbS dalam larutan, hal ini membuktikan pasivasi yang baik pada permukaan QDs. Pada akhir penelitian ini, kami membuat transistor menggunakan QDs MAPbI3-PbS sebagai material semikonduktor dengan metode deposisi satu tahap. Devais yang dihasilkan menunjukkan karakteristik tipe-n dengan mobilitas elektron mencapai 5x10-5 cm2V-1S-1. Pencucian devais dengan asetonitril untuk menghilangkan ligan berlebih menunjukkan karakteristik ambipolar dengan mobilitas elektron 2.9x10-4 cm2V-1S-1 dan mobilitas hole 2.6x10-7 cm2V-1S-1 dengan rasio on/off 1x104 dan menunjukkan fitur saturasi pada kurva output. Penelitian ini menunjukkan bahwa MAPbI3 merupakan ligan yang menjanjikan untuk meningkatkan kestabilan QDs PbS dan dapat membuka aplikasi yang lebih luas contohnya devais fotovoltaik dan optoelektronik.