ABSTRAK - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPTK/JUR._PEND._TEKNIK_ELEKTRO/... · 2. Pendadahan...

31
Usulan Penelitian Hibah Kompetitif UPI 1 ABSTRAK Penelitian ini difokuskan pada penumbuhan dan karakterisasi film tipis DMS (diluted magnetic semiconductor) berbasis GaN untuk aplikasi spintronik. Penumbuhan film tipis GaN di atas substrat silikon dilakukan menggunakan metode sputtering. Setelah GaN berhasil ditumbuhkan, pendadahan dengan ion Mn dilakukan menggunakan teknik implantasi ion. Film tipis GaN yang didadah oleh Mn tersebut kemudian diselidiki sifat listrik dan sifat magnetiknya. Film yang dihasilkan diharapkan bersifat ferromagnetik pada temperatur kamar sehingga potensial untuk aplikasi spintronik. Kata Kunci: DMS, GaN, sputtering, implantasi ion, spintronik I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Spintronika merupakan bidang baru dalam teknologi modern dewasa ini. Istilah spintronika (spintronics) berasal dari kata spin-based electronics, yakni elektronika yang memanfaatkan sifat spin elektron selain sifat muatannya. Kemunculan spintronika dipicu oleh penemuan efek giant magnetoresistance (GMR) pada superkisi logam ferromagnetik tipis oleh Fert dkk. dan Grünberg dkk. (keduanya mendapatkan Hadiah Nobel pada tahun 2007 atas penemuan mereka). Kurang dari 10 tahun setelah penemuan tersebut, read head pertama untuk hard drive komputer berbasis efek GMR diluncurkan ke pasaran oleh IBM. Dewasa ini, hampir semua read head komputer berbasis efek GMR. Selain itu, aplikasi memori spintronika telah dikaji, seperti Magnetic Random Acces Memory (MRAM) yang berbasis Magnetic Tunnel Junction (MTJ) (Holmberg, 2008). Devais spintronika bekerja dengan cara memanfaatkan spin elektron untuk mengendalikan pergerakan pembawa muatan. Dibandingkan dengan devais berbasis semikonduktor konvensional, devais spintronika memiliki banyak keunggulan, di antaranya adalah laju pemrosesan data yang lebih tinggi, ukuran

Transcript of ABSTRAK - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPTK/JUR._PEND._TEKNIK_ELEKTRO/... · 2. Pendadahan...

Page 1: ABSTRAK - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPTK/JUR._PEND._TEKNIK_ELEKTRO/... · 2. Pendadahan GaN oleh Mn dilakukan menggunakan teknik implantasi ion. Usulan Penelitian Hibah Kompetitif

Usulan Penelitian Hibah Kompetitif UPI 1

ABSTRAK Penelitian ini difokuskan pada penumbuhan dan karakterisasi film tipis DMS (diluted

magnetic semiconductor) berbasis GaN untuk aplikasi spintronik. Penumbuhan film

tipis GaN di atas substrat silikon dilakukan menggunakan metode sputtering.

Setelah GaN berhasil ditumbuhkan, pendadahan dengan ion Mn dilakukan

menggunakan teknik implantasi ion. Film tipis GaN yang didadah oleh Mn tersebut

kemudian diselidiki sifat listrik dan sifat magnetiknya. Film yang dihasilkan

diharapkan bersifat ferromagnetik pada temperatur kamar sehingga potensial

untuk aplikasi spintronik.

Kata Kunci: DMS, GaN, sputtering, implantasi ion, spintronik

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Spintronika merupakan bidang baru dalam teknologi modern dewasa ini. Istilah

spintronika (spintronics) berasal dari kata spin-based electronics, yakni elektronika

yang memanfaatkan sifat spin elektron selain sifat muatannya. Kemunculan

spintronika dipicu oleh penemuan efek giant magnetoresistance (GMR) pada

superkisi logam ferromagnetik tipis oleh Fert dkk. dan Grünberg dkk. (keduanya

mendapatkan Hadiah Nobel pada tahun 2007 atas penemuan mereka). Kurang dari

10 tahun setelah penemuan tersebut, read head pertama untuk hard drive

komputer berbasis efek GMR diluncurkan ke pasaran oleh IBM. Dewasa ini, hampir

semua read head komputer berbasis efek GMR. Selain itu, aplikasi memori

spintronika telah dikaji, seperti Magnetic Random Acces Memory (MRAM) yang

berbasis Magnetic Tunnel Junction (MTJ) (Holmberg, 2008).

Devais spintronika bekerja dengan cara memanfaatkan spin elektron untuk

mengendalikan pergerakan pembawa muatan. Dibandingkan dengan devais

berbasis semikonduktor konvensional, devais spintronika memiliki banyak

keunggulan, di antaranya adalah laju pemrosesan data yang lebih tinggi, ukuran

Page 2: ABSTRAK - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPTK/JUR._PEND._TEKNIK_ELEKTRO/... · 2. Pendadahan GaN oleh Mn dilakukan menggunakan teknik implantasi ion. Usulan Penelitian Hibah Kompetitif

Usulan Penelitian Hibah Kompetitif UPI 2

devais yang lebih kecil dan padat isi (compact), dan konsumsi energi yang lebih

kecil. Keunggulan-keunggulan devais spintronika tersebut telah mendorong banyak

penelitian, baik secara teori maupun eksperimen, oleh berbagai kelompok peneliti

di seluruh dunia, terutama di Jepang, Amerika Serikat, dan Eropa (Awschalom, et

al., 2002 dan Pearton, et al., 2003).

Persyaratan dasar untuk merealisasikan devais spintronika adalah

membangkitkan arus elektron terpolarisasi spin, melestarikan polarisasi spin,

memanipulasi keadaan spin, dan mendeteksi polarisasi spin (Chien, 2007). Arus

terpolarisasi spin dapat dibangkitkan dengan menggerakkan arus melalui bahan

ferromagnetik. Bahan ferromagnetik dapat berfungsi sebagai penyuplai dan

penginjeksi spin. Bahan ferromagnetik ini harus bersifat ferromagnetik pada

temperatur kamar dan memiliki efisiensi injeksi spin tinggi (Reed, 2003). Pada

awalnya, logam ferromagnetik dipandang sebagai kandidat pertama karena

memiliki temperatur Currie di atas temperatur ruangan. Akan tetapi, injeksi spin

logam ferromagnetik sangat rendah (Schmidt et al., 2002). Pilihan lainnya adalah

lapisan semilogam, misalnya MnAs. Akan tetapi, efisiensi injeksi spin MnAs pun

masih rendah, sekitar 6% (Zhu et al., 2001). Efisiensi injeksi yang rendah ini terjadi

karena perbedaan resistivitas dan adanya hamburan pada antarmuka logam-

semikonduktor (Pearton et al., 2004).

Bahan baru yang sangat menjanjikan untuk merealisasikan devais spintronika

adalah diluted magnetic semiconductor (DMS) atau semikonduktor ferromagnetik

(Ohno et al., 1996 dan Ohno, 1998). DMS adalah bahan semikonduktor dengan

fraksi kecil dari kation induk diganti oleh beberapa ion logam transisi yang secara

dramatis mengubah sifat-sifat dari semikonduktor induk tetapi bertindak seperti

pengotor dan tidak mengubah sifat alami dari semikonduktornya (Chien, 2007). Jika

bahan ferromagnetik fase tunggal berhasil ditumbuhkan, bahan tersebut sangat

potensial digunakan untuk injeksi spin elektron (Pearton et al., 2003).

Prediksi bahwa GaN yang didadah oleh Mn sebesar 5% dan mengandung hole

berkonsentrasi tinggi (3,5 × 1020 cm-3) memiliki sifat ferromagnetik di atas

Page 3: ABSTRAK - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPTK/JUR._PEND._TEKNIK_ELEKTRO/... · 2. Pendadahan GaN oleh Mn dilakukan menggunakan teknik implantasi ion. Usulan Penelitian Hibah Kompetitif

Usulan Penelitian Hibah Kompetitif UPI 3

temperatur kamar (Dietl et al., 2000) telah menarik para peneliti. Pencapaian sifat

ferromagnetik Mn:GaN di atas temperatur kamar dapat berpotensi menghasilkan

pemancar cahaya yang terpolarisasi lingkaran, MRAM, spin-valve, dan transistor

spin yang bekerja pada temperatur kamar. Dalam semua devais tersebut, selain

muatan, spin pembawa dimanfaatkan untuk mengembangkan devais baru.

Banyak proses penumbuhan film tipis epitaksi telah dikembangkan, di

antaranya adalah molecular beam epitaxy (MBE), hydride vapor phase epitaxy

(HVPE), metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), Sputtering, dan Teknik

Implantasi Ion.

Pada penelitian ini, film tipis GaN akan ditumbuhkan di atas substrat silikon

menggunakan metode sputtering. Setelah film GaN berhasil ditumbuhkan,

pendadahan oleh Mn dilakukan menggunakan teknik implantasi ion. Film GaN yang

didadah oleh Mn ini kemudian diteliti sifat listrik dan sifat magnetiknya serta

potensinya untuk aplikasi spintronik.

1.2 Tujuan Penelitian

Tujuan umum penelitian ini adalah menumbuhkan film tipis Mn:GaN menggunakan

metode sputtering dan teknik implantasi ion dan menyelidiki karakteristik sifat

listrik dan sifat magnetik film tersebut serta potensinya untuk aplikasi spintronik.

1.3 Ruang Lingkup dan Batasan Penelitian

Berdasarkan tujuan penelitian di atas, ruang lingkup dan batasan penelitian ini

sebagai berikut.

1. Penumbuhan film tipis GaN di atas substrat silikon menggunakan metode

sputtering.

2. Pendadahan GaN oleh Mn dilakukan menggunakan teknik implantasi ion.

Page 4: ABSTRAK - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPTK/JUR._PEND._TEKNIK_ELEKTRO/... · 2. Pendadahan GaN oleh Mn dilakukan menggunakan teknik implantasi ion. Usulan Penelitian Hibah Kompetitif

Usulan Penelitian Hibah Kompetitif UPI 4

3. Karakterisasi struktur dan orientasi film tipis GaN yang didadah Mn dengan XRD

(X-ray diffraction).

4. Morfologi permukaan film dengan analisis SEM (scanning electron microscope).

5. Komposisi atom dalam film (Ga, N, dan Mn) ditentukan dengan analisis EDX

(energy dispersive X-ray spectroscope).

6. Sifat listrik (konduktivitas, konsentrasi, dan mobilitas pembawa muatan) diukur

menggunakan metode Hall-van der Pauw.

7. Sifat magnetiknya diukur menggunakan VSM (vibrating sample magnetometry).

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Gallium Nitrida

Galium nitrida (GaN) merupakan bahan semikonduktor paduan golongan III-V. GaN

telah banyak dimanfaatkan, baik untuk aplikasi elektronik maupun optoelektronik,

seperti LED (light emitting diode), diode laser, dan transistor efek medan (FET, field

effect transistor) frekuensi dan daya tinggi. Perkembangan dalam bidang ini

terutama disebabkan oleh terobosan dalam penumbuhan film gallium nitrida kristal

tunggal dengan kualitas tinggi.

GaN merupakan bahan yang memiliki celah energi lebar. Pada temperatur

kamar, celah energinya adalah 3,4 eV, yang setara dengan panjang gelombang 365

nm. Pada kondisi normal, GaN memiliki struktur kristal wurtzite heksagonal

parameter kisi a = 3,189Å dan c = 5,186 Å seperti ditunjukkan pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1 Struktur wurzite heksagonal untuk GaN

Page 5: ABSTRAK - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPTK/JUR._PEND._TEKNIK_ELEKTRO/... · 2. Pendadahan GaN oleh Mn dilakukan menggunakan teknik implantasi ion. Usulan Penelitian Hibah Kompetitif

Usulan Penelitian Hibah Kompetitif UPI 5

GaN dinilai sebagai bahan semikonduktor yang menjanjikan untuk aplikasi

spintronik. Prediksi bahwa GaN yang didadah dengan Mn sebesar 5% dan

mengandung hole berkonsentrasi tinggi (3,5 × 1020 cm-3) memiliki sifat

ferromagnetik di atas temperatur kamar (Dietl et al., 2000) telah menarik para

peneliti pada bidang ini. Pencapaian sifat ferromagnetik Mn:GaN di atas temperatur

kamar dapat berpotensi menghasilkan pemancar cahaya yang terpolarisasi

lingkaran, MRAM, spin-valve, dan transistor spin yang bekerja pada temperatur

kamar. Dalam semua devais tersebut, selain muatan, spin pembawa dimanfaatkan

untuk mengembangkan devais baru.

Banyak proses penumbuhan film tipis epitaksi telah dikembangkan seperti

molecular beam epitaxy (MBE), hydride vapor phase epitaxy (HVPE), metal organic

chemical vapor deposition (MOCVD), dan turunan dari metode-metode tersebut.

Sejak beberapa tahun yang lalu, MOCVD telah berkembang menjadi teknik

terdepan untuk memproduksi devais optoelektronik dan mikroelektronik berbasis

paduan nitrida III-V. Salah satu prestasi yang dicapai adalah keberhasilan

penumbuhan GaN untuk aplikasi LED biru. Karakteristik metode ini meliputi

penggunaan sumber kimia berkemurnian tinggi, uniformitas dan kendali komposisi

berderajat tinggi, laju penumbuhan tinggi, potensi manufaktur skala besar, dan

kemampuan untuk menumbuhkan sambungan abrupt.

Meskipun belum ada substrat yang benar-benar cocok untuk menumbuhkan

GaN, Al2O3 (safir) merupakan substrat yang paling sering digunakan. Harga

ketaksesuaian kisi antara substrat safir dan GaN adalah 13% - 16% (Reed, 2003). Hal

tersebut menunjukkan bahwa dislokasi yang cukup banyak dapat terjadi dalam film

GaN untuk mengatasi tekanan. Substrat lain yang telah digunakan dalam

penumbuhan GaN adalah Si, SiC, dan GaAs, tetapi kesemuanya itu memiliki

ketaksesuaian kisi dengan GaN.

Page 6: ABSTRAK - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPTK/JUR._PEND._TEKNIK_ELEKTRO/... · 2. Pendadahan GaN oleh Mn dilakukan menggunakan teknik implantasi ion. Usulan Penelitian Hibah Kompetitif

Usulan Penelitian Hibah Kompetitif UPI 6

2.2 Diluted Magnetic Semiconductor (DMS) dan Perkembangan Mn:GaN

Penelitian tentang semikonduktor magnetik dengan susunan atom-atom secara

periodik, seperti europium chalcogenides atau semiconducting spinels, dimulai

tahun 1960. Beberapa kemajuan telah dicapai, tetapi penumbuhan bahan seperti

ini sulit dilakukan. Selain itu, struktur kristal semikonduktor tersebut berbeda

dengan semikonduktor biasa. Kesulitan lainnya adalah belum tersedianya

semikonduktor yang memiliki kesesuaian kisi untuk digunakan sebagai substrat

atau, dengan kata lain, tidak sesuai dengan teknologi semikonduktor yang telah ada

(Ohno, 1998).

Penelitian selanjutnya difokuskan pada semikonduktor nonmagnetik dengan

fraksi kecil dari unsur nonmagnetik diganti oleh ion magnetik, umumnya logam

transisi. Ion magnetik, berperan sebagai pengotor, memberikan momen magnetik

spin dari elektron yang dimilikinya. Campuran (alloy) antara semikonduktor

nonmagnetik sebagai induk dan ion magnetik ini dikenal dengan istilah diluted

magnetic semiconductor (DMS). Istilah diluted digunakan dalam bahan tersebut

karena konsentrasi ion magnetiknya relatif kecil. Perbedaan antara semikonduktor

biasa, semikonduktor magnetik, dan DMS diperlihatkan pada Gambar 2.2.

A B C

Gambar 2.2 (A) semikonduktor biasa, (B) semikonduktor magnetik, dan

(C) DMS (Ohno,1998).

Pada umumnya semikonduktor akan mengalami perubahan sifat jika didadah

dengan pengotor, yaitu menjadi semikonduktor tipe-n atau tipe-p. Pendadahan ion

magnetik ke dalam semikonduktor nonmagnetik pun diharapkan dapat mengubah

Page 7: ABSTRAK - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPTK/JUR._PEND._TEKNIK_ELEKTRO/... · 2. Pendadahan GaN oleh Mn dilakukan menggunakan teknik implantasi ion. Usulan Penelitian Hibah Kompetitif

Usulan Penelitian Hibah Kompetitif UPI 7

semikonduktor tersebut menjadi bersifat magnetik (paramagnetik,

antiferromagnetik, ferromagnetik). Sifat-sifat magnetik ini tidak dimiliki oleh bahan

semikonduktor biasa (Pearton, et al., 2003).

Sejauh ini, semikonduktor paduan III-V merupakan semikonduktor yang

banyak digunakan dalam bidang elektronika. Kenyataan tersebut mendorong

beberapa ahli untuk mengubah sifat nonmagnetik semikonduktor paduan III-V

menjadi magnetik atau bahkan ferromagnetik dengan cara memasukkann ion

magnetik dengan konsentrasi tinggi. InMnAs merupakan DMS berbasis III-V yang

pertama kali ditumbuhkan menggunakan metode MBE pada temperatur kurang

dari 300 K. Selanjutnya, GaMnAs juga berhasil ditumbuhkan menggunakan metode

yang sama. Temperatur rendah diperlukan agar ion Mn dengan konsentrasi tinggi,

sekitar 5% atom, dapat diinkorporasikan ke dalam semikonduktor. Akan tetapi,

InMnAs dan GaMnAs memiliki temperatur Currie jauh di bawah temperatur kamar,

yakni sekitar 180 K, sehingga belum cocok untuk aplikasi devais spintronik yang

memerlukan temperatur di atas temperatur kamar (Ohno, et al., 1999).

Pada tahun 2000, Dietl, dkk., berhasil membuat model yang dapat

memprediksikan temperatur Currie beberapa semikonduktor paduan III-V yang

didadah dengan Mn. Harga prediksi temperatur Currie semikonduktor paduan III-V

ditunjukkan pada Gambar 2.3. Berdasarkan model ini, bahan Mn:GaN diprediksi

dapat memiliki temperatur Currie di atas temperatur kamar (>300K) jika didadah

dengan 5% atom Mn dan memiliki rapat lubang sebesar 3,5 1020/cm3 (Dietl et al.,

2000).

Model Dietl telah memicu penelitian lebih lanjut mengenai Mn:GaN,

terutama dalam hal sintesis bahan. Pada tahun 2000, Gebicki, dkk.,. melaporkan

bahwa bahan Mn:GaN dalam bentuk kristal bulk berhasil ditumbuhkan dengan

metode resublimasi dengan konsentrasi Mn bervariasi dari 0,1% sampai dengan

2,0% dan volume kristal bervariasi dari 0,1 mm3 sampai dengan 1,0 mm3 (Gebicki,

et al., 2000). Pada tahun 2001, Szczytko, dkk., melaporkan bahwa kristal bulk

Mn:GaN berhasil ditumbuhkan dengan mereaksikan campuran Ga/Mn atau

Page 8: ABSTRAK - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPTK/JUR._PEND._TEKNIK_ELEKTRO/... · 2. Pendadahan GaN oleh Mn dilakukan menggunakan teknik implantasi ion. Usulan Penelitian Hibah Kompetitif

Usulan Penelitian Hibah Kompetitif UPI 8

GaN/Mn dengan amonia pada temperatur 1200oC – 1250oC pada tekanan normal.

Hasilnya menunjukkan bahwa kristal bulk Mn:GaN bersifat paramagnetik.

Komponen antiferromagnetik dalam Mn:GaN disebabkan oleh interaksi ion-ion Mn

(Szczytko et al., 2001).

InAs

GaSbInP

GaP

AlP

AlAsGaAs

Si

Ge

InN

GaN

ZnO

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,00

100

200

300

400

500

Celah pita energi semikonduktor (eV)

Ha

rga

pre

dik

si te

mp

era

tur

Cu

rrie

(K

)

Gambar 2.3 Harga prediksi temperatur Curie semikonduktor paduan

III-V yang didadah Mn (Dietl, et al, 2000)

Film Mn:GaN telah berhasil pula ditumbuhkan dengan metode MBE. Film

Mn:GaN yang mula-mula ditumbuhkan memiliki konsentrasi Mn sekitar 7% dan

konsentrasi pembawa tipe-n sebesar 2,4 × 1019 cm-3. Film tersebut ditumbuhkan

dengan menggunakan sumber padat Ga dan Mn dengan nitrogen reaktif berasal

dari sumber plasma frekuensi radio. Film ini memperlihatkan temperatur Currie

yang sangat rendah, yaitu sekitar 25 K (Overberg et al., 2001)

Beberapa kelompok peneliti telah pula berhasil menumbuhkan Mn:GaN

dengan metode MOCVD. Penumbuhan Mn:GaN di antaranya dilakukan pada

temperatur 1060°C dan menggunakan tricarbonyl (methylcyclopentadienyl)

manganese (TCM) sebagai sumber Mn (Korotkov et al, 2002 dan Polyakov et.al.,

2002). Selain itu, film tipis Mn:GaN juga berhasil ditumbuhkan di atas substrat safir

Page 9: ABSTRAK - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPTK/JUR._PEND._TEKNIK_ELEKTRO/... · 2. Pendadahan GaN oleh Mn dilakukan menggunakan teknik implantasi ion. Usulan Penelitian Hibah Kompetitif

Usulan Penelitian Hibah Kompetitif UPI 9

(0006) mengggunakan metode yang sama, dengan sumber Mn adalah Ethyl-

cyclopentadienyl manganese, (EtCp2)Mn. Temperatur penumbuhan yang

dilaporkan, lebih rendah yaitu antara 850 C - 1040 C. Temperatur Currie film

Mn:GaN yang ditumbuhkan berbeda-beda, berkisar antara 228 K dan 520 K,

bergantung pada kondisi penumbuhan yang digunakan (Reed, 2003). Dengan

menggunakan metode yang sama dan sumber Mn yang berbeda, yaitu bis-

cyclopentadienyl manganese (Cp2Mn) pada temperatur penumbuhan 900 C -

1050 C telah pula dilaporkan film tipis Mn:GaN dengan berbagai konsentrasi Mn,

dari 1,0 - 1,5 % (Kane, et al., 2005).

2.3 Metode Sputtering

Deposisi sputter merupakan salah satu metode pendeposisian film menggunakan

sputtering, yakni mengeluarkan atom dari sumber (target) dan dideposisikan pada

substrat. Atom yang dikeluarkan dari target memiliki distribusi energi yang lebar

hingga puluhan eV. Ion yang di-sputter dapat terbang secara balistik dari target

dalam garis lurus dan berdampak secara energetik pada substrat atau kamar

vakum. Alternatif lain, pada tekanan gas tinggi, ion-ion bertumbukan dengan atom-

atom gas yang bertindak sebagai moderator dan bergerak secara difusi, mencapai

substrat atau dinding kamar vakum dan mengalami kondensasi setelah bergerak

secara acak.

Gas yang di-sputter biasanya gas inert seperti argon. Agar transfer

momentumnya efisien, berat atom dari gas yang di-sputter harus dekat dengan

berat atom target. Gas-gas reaktif juga dapat digunakan untuk men-sputter

senyawa. Senyawa tersebut dapat dibentuk pada permukaan target atau pada

substrat, bergantung pada parameter proses. Ketersediaan parameter yang

mengendalikan deposisi sputter menyebabkan proses yang kompleks, tetapi juga

memungkinkan untuk mengendalikan penumbuhan dan mikrostruktur film.

Diagram proses deposisi sputter diperlihatkan pada Gambar 2.4.

Page 10: ABSTRAK - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPTK/JUR._PEND._TEKNIK_ELEKTRO/... · 2. Pendadahan GaN oleh Mn dilakukan menggunakan teknik implantasi ion. Usulan Penelitian Hibah Kompetitif

Usulan Penelitian Hibah Kompetitif UPI 10

Gambar 2.4 Proses deposisi pada metode sputtering (www.wikipedia.org)

Salah satu keuntungan penting dari deposisi sputter adalah dapat men-

sputter dengan mudah bahan yang titik didihnya tinggi meskipun evaporasi bahan

tersebut dalam evaporator resistansi atau Knudsen sel merupakan masalah atau

tidak mungkin. Film yang didedeposisi sputter memiliki komposisi mendekati bahan

sumber. Perbedaannya adalah karena elemen-elemen yang berbeda menyebar

secara berbeda karena perbedaan massanya (elemen ringan dibelokkan lebih

mudah oleh gas) tetapi perbedaan ini konstan. Film yang di-sputter tipikalnya

memiliki adhesi yang lebih baik pada substrat daripada film yang dievaporasikan.

Target mengandung sejumlah besar bahan dan mempertahankan teknik pembuatan

bebas yang cocok untuk aplikasi vakum ultratinggi. Sumber sputtering tidak

mengandung bagian panas (untuk menghindari pemanasan biasanya didinginkan

oleh air) dan cocok dengan gas reaktif seperti oksigen. Sputtering dapat dibentuk

top-down sedangkan evaporasi harus dibentuk bottom-up. Proses lanjut seperti

penumbuhan epitaksi adalah mungkin.

Page 11: ABSTRAK - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPTK/JUR._PEND._TEKNIK_ELEKTRO/... · 2. Pendadahan GaN oleh Mn dilakukan menggunakan teknik implantasi ion. Usulan Penelitian Hibah Kompetitif

Usulan Penelitian Hibah Kompetitif UPI 11

2.4 Mesin Implantor Ion

Implantasi ion adalah proses pendadahan pada suatu bahan dengan cara

menembakkan ion pengotor ke dalam bahan tersebut. Komponen-komponen dari

mesin implantor ion terdiri dari sumber ion, sumber daya listrik tegangan tinggi,

sistem hampa, sistem pemisah berkas ion, tabung pemercepat, penyapu berkas,

dan tempat target. Secara skematik, mesin implantor ion disajikan pada Gambar

2.5.

Gambar 2.5 Skema Implantor Ion (Sujitno, 2003)

Sumber Ion merupakan komponen yang berfungsi untuk menghasilkan ion.

Sumber ion dapat berujud gas/uap ataupun padatan.

Sumber daya listrik tegangan tinggi yang diperlukan pada pengoperasian

implantor ion meliputi: tegangan tinggi 0-5 kV (mengionisasi gas-gas dopan),

tegangan tinggi 0 – 15 kV (mendorong ion keluar dari ruang ionisasi menuju tabung

pemercepat), dan tegangan tinggi 0 – 200 kV (untuk mempercepat ion dopan).

Sistem hampa merupakan peralatan yang berfungsi untuk menghampakan

sistem implantor ion. Agar ion-ion dapat mencapai sasaran tanpa mengalami

tumbukkan dengan sisa molekul gas dalam sistem implantasi ion, maka sepanjang

lintasan yang dilalui berkas ion dopan dari sistem sumber ion sampai ke sasaran

Page 12: ABSTRAK - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPTK/JUR._PEND._TEKNIK_ELEKTRO/... · 2. Pendadahan GaN oleh Mn dilakukan menggunakan teknik implantasi ion. Usulan Penelitian Hibah Kompetitif

Usulan Penelitian Hibah Kompetitif UPI 12

harus dalam keadaan hampa. Tingkat kehampaan yang diperlukan dalam sistem

implantasi ion adalah dalam orde 10-5 – 10-6 torr.

Tabung Akselerator berfungsi sebagai pemercepat dan sekaligus pemfokus

berkas ion. Ion yang dihasilkan oleh sumber ion akan dipercepat di dalam tabung

akselerator sebelum dicangkokkan pada sasaran. Tabung pemercepat ini terbuat

dari bahan keramik yang didalamnya berisi banyak elektrode dengan tegangan yang

semakin negatif terhadap elektrode sebelumnya. Medan listrik yang terbentuk di

antara elektrode-elektrode akan membentuk bidang ekuipotensial yang dapat

berfungsi memfokuskan selain mempercepat berkas partikel bermuatan. Potensial

pada elektrode diberikan melalui sistem pembagi tegangan yang terdiri dari

beberapa tahanan. Antara elektrode timbul beda potensial yang besarnya hampir

sama sehingga berkas ion mendapat penambahan energi yang hampir sama ketika

melalui setiap elektrode.

Sistem Pemisah Berkas Ion berfungsi sebagai alat untuk memisahkan berkas

ion menurut massanya sehingga ion-ion yang sampai target betul-betul ion yang

diinginkan. Komponen utama dari sistem pemisah berkas ion tersebut adalah

kumparan elektromagnet.

Sistem penyapu berkas ion digunakan untuk memperoleh penyinaran berkas

pada permukaan secara seragam (uniform). Sistem ini terdiri dari dua pasang

lempeng aluminium yang dipasang saling tegak lurus, agar berkas ion tersebar

merata pada permukaan target. Sepasang lempeng pertama sebagi penyapu

berkas secara vertikal dan sepasang lempeng kedua sebagai penyapu berkas secara

horisontal. Kedua pasang lempeng diberi tegangan yang dapat diubah-ubah dari

nol hingga beberapa kilo volt.

Ruang Sasaran Berkas ion dopan yang dihasilkan oleh sumber ion setelah

dipercepat dalam tabung akselerator selanjutnya ditembakkan pada bahan target

yang diimplantasi. Bahan tersebut ditempatkan pada ruang sasaran. Ruang

tersebut terdiri dari tingkap (aperture), mangkok Faraday, dan pegangan bahan

yang akan diimplantasi. Untuk mengukur arus berkas ion dopan, mangkok faraday

dihubungkan dengan alat ukur microamperemeter .

Page 13: ABSTRAK - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPTK/JUR._PEND._TEKNIK_ELEKTRO/... · 2. Pendadahan GaN oleh Mn dilakukan menggunakan teknik implantasi ion. Usulan Penelitian Hibah Kompetitif

Usulan Penelitian Hibah Kompetitif UPI 13

Dosis Ion Yang Diimplantasikan Dosis ion didefinisikan sebagai jumlah ion

yang sampai pada permukaan target persatuan luas (ion/cm2). Besaran ini akan

menentukan jumlah atau persentase ion yang terimplantasi. Nilai dosis ion sebagai

fungsi arus berkas ion dan lamanya proses implantasi (detik). Dalam praktiknya,

nilai dosis ion dapat diatur melalui dua cara, yaitu dengan memvariasikan besarnya

arus ion pada waktu tetap atau memvariasikan lamanya proses implantasi pada

arus berkas ion tetap. Dosis ion yang diimplantasikan memenuhi persamaan:

qeA

ItD (1)

dengan I = arus berkas ion (ampere), t = lamanya proses implantasi (detik), A =

luasan berkas (cm2), q= keadaan muatan (1, 2, 3, ...), e= muatan elektron (1,602 ×

10-19 C).

Energi ion (keV) Besarnya energi ion diperoleh dari tegangan pemercepat

yang terpasang pada tabung pemercepat. Energi kinetik berkas ion akan

menentukan kedalaman penembusan (penetration depth) juga akan menentukan

profil distribusi konsentrasi ion-ion dalam material target. Besar kecilnya energi ion

ini dapat dikontrol dengan mengatur besarnya tegangan tinggi yang terpasang.

III. METODOLOGI DAN DIAGRAM ALIR PENELITIAN

3.1 Metodologi Penelitian

Penumbuhan GaN akan dilakukan di atas substrat silikon menggunakan metode

sputtering. Sementara itu, pendadahan ion Mn pada film GaN akan dilakukan

menggunakan teknik implantasi ion.

Selanjutnya, karakterisasi struktur dan orientasi film tipis GaN dengan XRD (X-

ray diffraction). Morfologi permukaan film tipis Mn:GaN dengan analisis SEM

(scanning electron microscope). Komposisi atom dalam Mn:GaN ditentukan dengan

analisis EDX (energy dispersive X-ray spectroscope). Sifat magnetiknya diukur

menggunakan VSM (vibrating sample magnetometry). Sifat listrik (konduktivitas,

Page 14: ABSTRAK - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPTK/JUR._PEND._TEKNIK_ELEKTRO/... · 2. Pendadahan GaN oleh Mn dilakukan menggunakan teknik implantasi ion. Usulan Penelitian Hibah Kompetitif

Usulan Penelitian Hibah Kompetitif UPI 14

konsentrasi, dan mobilitas pembawa muaran) diukur menggunakan metode Hall-

van der Pauw.

3.2 Diagram Alir Penelitian

Diagram alir penelitian seperti diperlihatkan pada Gambar 3.1.

Gambar 3.1 Diagram alir penelitian.

Kajian tentang penelitian bahan DMS berbasis GaN

Studi proses penumbuhan film dengan metode sputtering dan implantasi ion

Penumbuhan Film GaN Implantasi ion Mn pada GaN

Karakterisasi Sifat Listrik dan Magnetik Film

Menarik simpulan

Ya

Tidak Apakah film berhasil ditumbuhkan dengan baik?

SEM/EDX/XRD

Tidak

Page 15: ABSTRAK - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPTK/JUR._PEND._TEKNIK_ELEKTRO/... · 2. Pendadahan GaN oleh Mn dilakukan menggunakan teknik implantasi ion. Usulan Penelitian Hibah Kompetitif

Usulan Penelitian Hibah Kompetitif UPI 15

IV. JADWAL PENELITIAN

Jadwal kegiatan penelitian seperti ditampilkan pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1 Jadwal Kegiatan Penelitian

No. Uraian kegiatan Bulan ke-

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1. Studi literatur

2. Penumbuhan film tipis GaN dan Pendadahan oleh Mn

3. Karakterisasi komposisi atom pada film, ketebalan film, dan morfologi permukaan film (EDX dan SEM)

4. Karakterisasi sifat kekristalan film dengan metode XRD

5. Karakterisasi sifat magnet film dengan metode VSM

6. Karakterisasi sifat listrik film menggunakan metode Hall-van der Pauw

7. Seminar dan Publikasi

8. Pembuatan Laporan

Page 16: ABSTRAK - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPTK/JUR._PEND._TEKNIK_ELEKTRO/... · 2. Pendadahan GaN oleh Mn dilakukan menggunakan teknik implantasi ion. Usulan Penelitian Hibah Kompetitif

Usulan Penelitian Hibah Kompetitif UPI 16

V. BIAYA PENELITIAN

Biaya yang diperlukan untuk penelitian ini, secara garis besar, diuraikan dalam

Tabel 5.1.

Tabel 5.1 Uraian Pembiayaan

No. Jenis Pengeluaran Jumlah (Rp.)

1. Honorarium tim peneliti 7.500.000,00

2. Sewa peralatan penumbuhan film 5.000.000,00

3. Sewa peralatan karakterisasi film 6.750.000,00

4. Bahan habis pakai 2.700.000,00

5. Perjalanan 1.750.000,00

6. Lain-lain 1.300.000,00

J u m l a h 25.000.000,00 (dua puluh lima juta rupiah)

Uraian Rincinya sebagai berikut.

1. Honorarium Tim Peneliti

No. Tenaga Peneliti

Perincian Tugas Alokasi waktu

Honorarium /bulan

Jumlah (Rp.)

1. Aip Saripudin

- Koordinator kegiatan penelitian - Penumbuhan film tipis Mn:GaN - Pengukuran dan analisis data

SEM, EDX, XRD, - Pembuatan laporan dan

publikasi

10 bulan

300.000,00 3.000.000,00

2. Budi Mulyanti

- Analisis data - VSM, Hall-van der Pauw - Pengelolaan peralatan dan

bahan habis - Pembuatan laporan dan

publikasi

10 bulan

225.000,00 2.250.000,00

3. Yuda Muladi

- Analisis data - VSM, Hall-van der Pauw - Pengelolaan peralatan dan

bahan habis - Pembuatan laporan dan

publikasi

10 bulan

225.000,00 2.250.000,00

J u m l a h

7.500.000,00 (tujuh juta lima ratus ribu

rupiah)

Page 17: ABSTRAK - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPTK/JUR._PEND._TEKNIK_ELEKTRO/... · 2. Pendadahan GaN oleh Mn dilakukan menggunakan teknik implantasi ion. Usulan Penelitian Hibah Kompetitif

Usulan Penelitian Hibah Kompetitif UPI 17

2. Sewa Peralatan Penumbuhan

No. Nama Alat Penggunaan Harga satuan (Rp) Jumlah (Rp.)

1. Sputtering Aparatus

Deposisi film GaN (10 sampel)

250.000,00 2.500.000,00

2. Implantor Ion Implantasi ion Mn (10 sampel)

250.000,00 2.500.000,00

Jumlah 5.000.000,00 (lima juta rupiah)

3. Sewa Peralatan Karakterisasi

No. Jenis Alat Karakterisasi volume Biaya satuan (Rp.)

Jumlah (Rp.)

1. XRD 10 sampel 125.000,00 1.250.000,00

2. SEM+EDX 10 sampel 250.000,00 2.500.000,00

3. VSM 10 sampel 250.000,00 2.500.000,00

4. Hall-van der Pauw 10 sampel 50.000,00 500.000,00

J u m l a h 6.750.000,00 (enam juta

tujuh ratus lima puluh ribu rupiah)

4. Bahan Habis Pakai

No. Nama Bahan Penggunaan Volume Harga Satuan (Rp.)

Jumlah (Rp.)

1. Aceton pro-analysis (PA)

Bahan kimia untuk preparasi substrat

1 liter 150.000,00 150.000,00

2. Methanol PA Bahan kimia untuk preparasi substrat

1 liter 150.000,00 150.000,00

3. De-Ionized water Bahan kimia untuk preparasi substrat

5 liter 10.000,00 50.000,00

4. Substrat Si Bahan untuk penumbuhan film tipis Mn:GaN

4 buah 250.000,00 1.000.000,00

5. Pasta perak Bahan untuk karakterisasi film tipis Mn:GaN dan perekat substrat pada susceptor

1 botol 750.000,00 750.000,00

12. Indium (99,999%) Bahan untuk karakterisasi film tipis Mn:GaN

2 gram 300.000,00 600.000,00

J u m l a h

2.700.000,00 (dua juta tujuh ratus ribu

rupiah)

Page 18: ABSTRAK - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPTK/JUR._PEND._TEKNIK_ELEKTRO/... · 2. Pendadahan GaN oleh Mn dilakukan menggunakan teknik implantasi ion. Usulan Penelitian Hibah Kompetitif

Usulan Penelitian Hibah Kompetitif UPI 18

4. Perjalanan

No. Kota/Tempat Tujuan Jumlah peneliti

volume Biaya satuan (Rp.)

Jumlah (Rp.)

1. Bandung -Yogyakarta untuk penumbuhan film

1 1 kali PP 1.000.000,00 1.000.000,00

2. Bandung-Tangerang untuk VSM 1 1 kali PP 750.000,00 750.000,00

J u m l a h 1.750.000,00

(tiga juta tujuh ratus lima puluh ribu rupiah)

5. Lain-lain

No. Uraian volume Biaya satuan (Rp.) Jumlah (Rp.)

1. ATK (tinta printer, kertas A4, ballpoint, flashdisk)

1 set 450.000,00 450.000,00

2. Penggandaan 10 eksemplar 35.000,00 350.000,00 3. Jurnal 1 kali 500.000,- 500.000,00

J u m l ah 1.300.000,00

(satu juta tiga ratus ribu rupiah)

Page 19: ABSTRAK - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPTK/JUR._PEND._TEKNIK_ELEKTRO/... · 2. Pendadahan GaN oleh Mn dilakukan menggunakan teknik implantasi ion. Usulan Penelitian Hibah Kompetitif

Usulan Penelitian Hibah Kompetitif UPI 19

DAFTAR PUSTAKA

Awschalom, D.D., Loss, D., dan Samarth, N. (Eds.) (2002), Semiconductor

Spintronics and Quantum Computation, Springer-Verlag Berlin, Germany, vi.

Chien, Y.J. (2007), Transition Metal-Doped Sb2Te3 dan Bi2Te3 Diluted Magnetic

Semiconductor, Doctoral Dissertation, University of Michigan.

Dietl, T., Matsukura, F., and Ohno, H. (2000), Zener Model Description of

Ferromagnetism in Zinc-Blende Magnetic Semiconductor, Science, 287,

1019-1021.

Dietl, T. (2001), Ferromagnetic Interactions in Doped Semiconductor and Their

Nanostructure, Journal of Applied Physucs, 89, 11, 7437-7442.

Fabian, J., Abiague, A.M., Ertler, C., Stano, P., and Zutic, I. (2007), Semiconductor

Spintronics, acta physica slovaca, 57 (4 &5): p. 565-907.

Filip, A.T., Hoving, B.H., Jedema, F.J., van Wees, B.J., Dutta, B., dan Borghs,

S.(2000), Electrical spin injection and detection in a semiconductor. Is it

feasible?, cond-mat/0007307v1.

Gebicki, W., Strzeszewski, J., Kamler, G., Szczytko, T., and Podsiadlo, S., (2000),

Raman Scattering Study of Ga1-xMnxN Crystals, Applied Physics Letters, 76,

26, 3870-3872.

Hirakawa, K., Oiwa, A., Hirakawa, K., Oiwa, A., Munekata, H. (2001), Infrared

Optical Conductivity of In 1-xMnxAs, Physica E, 10, 215–218

Holmberg, H. (2008), Spin-dependent Transport in Mn Doped GaAs and GaN Diode,

Doctoral Dissertation, Helsinki University of Technology.

Jonson, M. and Silsbee, R.H. (1985), Interfacial charge-spin coupling: Injection and

detection of spin magnetization in metals, Physical Review Letter, 55(17):

p.809-810.

Page 20: ABSTRAK - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPTK/JUR._PEND._TEKNIK_ELEKTRO/... · 2. Pendadahan GaN oleh Mn dilakukan menggunakan teknik implantasi ion. Usulan Penelitian Hibah Kompetitif

Usulan Penelitian Hibah Kompetitif UPI 20

Jedema, F.J. (2002), Electrical Spin Injection in Metallic Mesoscopic Spin Valves,

Doctoral Dissertation, Rijksuniversiteit Groningen.

Lou et. al. (2007), Electrical detection of spin transport in lateral ferromagnet-

semiconductor devices, Nature Physics, 3(3): p.197-202.

Kane, M.H., Asghar, A., Vestal, C.R., Strassburg, M., Senawiratne, J., Zhang, Z.J.,

Dietz, N., Summers, C.J., Ferguson, I.T. (2005): Magnetic and Optical

Properties of Mn:GaN Grown by Metalorganic Chemical Vapour Deposition,

Semicondutor Sciences and Technology, 20, 1.5-1.9.

Korotkov, R.Y., Reshchikov, M.A., dan Wessels, B.W. (2003): Acceptors in Undoped

GaN Studied by Transient Photoluminescence, Physica B, 325, 1–7.

Kronik, L., Jain, M., Chelikowsky, J.R. (2002), Electronic Structure and Spin

Polarization of MnxGa1-xN, Physical Review B, 6, 0412031 – 041234 (R)

Mulyanti, Budi (2006), Penumbuhan Film Tipis Semikonduktor Ferromagnetik

GaN:Mn Dengan Metode PA-MOCVD dan Karakterisasinya, Disertasi

Program Doktor, ITB.

Munekata, H., Ohno, H., Von Molnar, S., Segmuller, A., Chang, L.L., Esaki, L. (1989),

Diluted Magnetic III-V Semiconductors, Physical Review Letters, 63, 17,

1849-1852

Ohno, H. (1999), Properties of Ferromagnetic III-V Semiconductors, Journal of

Magnetism and Magnetic Materials, 200, 110-129.

Ohno, H. (1998), Making Nonmagnetic Semiconductor Ferromagnetic, Science, 281,

951-956.

Ohno, H., Matsukura, F., Oiwa, A., Endo, A., Katsumoto, S., and Iye, Y. (1996),

(Ga,Mn)As: A New Diluted Magnetic Semiconductor Based on GaAs, Applied

Physics Letters, 69, 3,363-365.

Overberg, M.E., Abernathy, C.R., Pearton, S.J., Theodoropoulou, N.A., McCarthy,

K.T., and Hebard, A.F. (2001), Indication of Ferromagnetism in Molecular

Page 21: ABSTRAK - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPTK/JUR._PEND._TEKNIK_ELEKTRO/... · 2. Pendadahan GaN oleh Mn dilakukan menggunakan teknik implantasi ion. Usulan Penelitian Hibah Kompetitif

Usulan Penelitian Hibah Kompetitif UPI 21

Beam Epitaxy Derrived n-type Mn:GaN, Applied Physics Letter, 79, 9, 1312-

1314.

Pearton, S.J., Abernathy, C.R., Norton, D.P., Hebard, A.F., Park, Y.D., Boatner, L.A.,

dan Budai, J.D. (2003), Advances in Wide Bandgap Materials for

Semiconductor Spintronics, Materials Science and Engineering, R 40, 137–

168.

Pearton, S.J., Abernathy, C.R., Thaler, G.T., Frazier, R.M., Norton, D.P., Ren, F., Park,

Y.D., Zavada, J.M., Buyanova, I.A., Chen, W.M., dan Hebard, A.F. (2004),

Wide bandgap GaN-Based Semiconductors for Spintronics, Journal of

Physics: Condense Matter, 16, R209–R245.

Polyakov, A.Y., Govorkov, A.V., Smirnov, N.B., Pashkova, N.Y., Thaler, G.T.,

Overberg, M.E., Frazier, R., Abernathy, C.R., Pearton, S.J., Kim, J., and Ren, F.

(2002), Optical and Electrical Properties of Mn:GaN Films Grown by

Molecular-Beam Epitaxy, Journal of Applied Physics, 92, 9, 313-316.

Ramsteiner, M., Hao, H.Y., Kawaharazuka, A., Zhu, H.J., Kastner, M., Hey, R.,

Daweritz, L., Grahn, H.T., dan Ploog, K.H. (2002), Electrical Spin Injection

from Ferromagnetic MnAs Metal Layers into GaAs, Physical Review B, 66,

0813041-0813044.

Reed, M.L. (2003), Growth and characterization of Room Temperature

Ferromagnetic Mn:GaN ang Mn:InGaN for Spintronic Applications, Disertasi

Doktor, North Carolina State University, 37-40, 148.

Sato, K., and Katayama-Yoshida, H. (2001), Material Design of GaN-Based

Ferromagnetic DMS’s, Japanese Journal of Applied Physics, 40, 5B, L485-

L487.

Schmidt, G., and Molenkamp, L.W. (2002), Spin Injection into Semiconductors,

physics and experiment, Semiconductor Sience and Technology, 17, 310.

Page 22: ABSTRAK - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPTK/JUR._PEND._TEKNIK_ELEKTRO/... · 2. Pendadahan GaN oleh Mn dilakukan menggunakan teknik implantasi ion. Usulan Penelitian Hibah Kompetitif

Usulan Penelitian Hibah Kompetitif UPI 22

Sofer, Z.,Sedmidubsky,D., Stejskal, J., Hejtmanek, J., Marysko, M., Jurek, K., Vaclavu,

M., Havranek, V., dan mackova, A. (2008), Growth and characterization of

Mn:GaN layers by MOVPE, Journal of Crystal Growth, 310, 5025-5027.

Sujitno, Tjipto (2003): Aplikasi Implantor Ion Untuk Nonsemikonduktor dan

Semikonduktor, Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Maju, Batan,

Yogyakarta.

Supriyanto, Edy (2008), Penumbuhan Film Tipis Semikonduktor Ferromagnetik

TiO2:Co/TiO2/TiO2:Co dan TiO2:Co/Si(100) Dengan MOCVD dan

Penerapannya Dalam Injeksi Spin Elektron, Disertasi Program Doktor, ITB.

Szczytko, T., Kamler, G., Strojeka, B., Weisbrod, G, Podsiado, S., Adamowicz, L.,

Gebicki, W., Szczytko, J., Twardowski, A., Sikorski, K. (2001), Growth of Bulk

Ga1-xMnxN Single Crystals, Journal of Crystal Growth, 233, 631-638.

www.wikipedia.org , Sputter_deposition.htm, 20 Ferbruari 2010.

Zhao, J.H., Matsukura, F., Abe, E., Chiba, D., Ohno, Y., Takamura, K., dan Ohno, H

(2002): Growth and Properties of (Ga,Mn)As on Si (1 0 0) Substrate, Journal

of Crystal Growth, 237–239, 1349–1352.

Zhu, H.J., Ramsteiner, M., Kostial, H., Wassermeier, M., Schonherr, H. P., Ploog, K.H.

(2001), Room-Temperature Spin Injection From Fe into GaAs, Physical

Review Letters, 87 , 1, 016601- 016604.

Zorpette, G. (2001), The Quest of Spin Transistor, IEEE Spectrum, USA.

Zutic, I., Fabian, J., dan Das Sarma,S., (2004), Spintronics: Fundamentals and

applications, Review of Modern Physics, Vol 76, 2004, 323-410.

Page 23: ABSTRAK - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPTK/JUR._PEND._TEKNIK_ELEKTRO/... · 2. Pendadahan GaN oleh Mn dilakukan menggunakan teknik implantasi ion. Usulan Penelitian Hibah Kompetitif

Usulan Penelitian Hibah Kompetitif UPI 23

LAMPIRAN

DAFTAR RIWAYAT HIDUP PENELITI A. Peneliti Pertama

Nama dan Gelar Lengkap : Aip Saripudin, M.T.

Tempat/Tanggal Lahir : Cimerak-Ciamis, 16 Januari 1970

Jenis Kelamin : Laki-laki

NIP : 19700416 200501 1 001

Pangkat/Jabatan/Golongan : Penata/Lektor/IIIc

Unit Kerja : JPTE-FPTK-UPI

Alamat Rumah : Jl. Cigadung Selatan 8 Bandung 40191

Telepon: 022 251 5329/081573047097

e-mail : [email protected]

Bidang Kepakaran : Material Elektronik

Riwayat Pendidikan :

No. Program Tahun Bidang studi / Spesialisasi Perguruan Tinggi

1. S1 1989 - 1996 Fisika ITB

2. S2 2000 - 2003 Teknik Elektro/Mikroelektronika ITB

3. S3 2008 - ... Fisika/Material Elektronik ITB

Mata Kuliah Yang Diampu:

No. Nama Mata Kuliah Jumlah SKS

1. Matematika 2

2. Kalkulus 3

3. Matematika Teknik 3

4. Analisis Numerik 2

5. Divais Gelombang Mikro 2

Pengalaman Penelitian:

1. 2007, Pemodelan dan Karakterisasi Perilaku Ponlinear Penguat Daya RF LDMOSFET, (Didanai DIPA UPI, sebagai ketua peneliti)

2. 2006, Meningkatkan Linieritas Penguat Daya Gelombang Mikro Menggunakan Predistorter Nonlinier (Didanai DIPA UPI, sebagai Anggota)

3. 2003, Predistortion Linearization of RF Power Amplifier Using DSP Method (Penelitian Pribadi)

Page 24: ABSTRAK - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPTK/JUR._PEND._TEKNIK_ELEKTRO/... · 2. Pendadahan GaN oleh Mn dilakukan menggunakan teknik implantasi ion. Usulan Penelitian Hibah Kompetitif

Usulan Penelitian Hibah Kompetitif UPI 24

4. 2002, Characterization of Nonlinear Behavior of GaAs HFET Microwave Power Amplifier Based on Multitone Simulation and Measurement (Penelitian Pribadi)

Daftar Publikasi:

[1] Saripudin, A., Hutabarat, M.T., and Alam, B.R., “Characterization of Nonlinear

Behavior of GaAs HFET Power Amplifier IC Based on Multitone Measurement

and Simulation”, IEEE-APCCAS, Singapore, 16-18 December 2002.

[2] Saripudin, A., Hutabarat, M.T., and Alam, B.R., “Nonlinear Characterization of

LDMOS RF Power Amplifier Under Multitone Excitation”, accepted on Asia-

Pacific Microwave Conference 2003, Soul, South Korea.

[3] Saripudin, A., Hutabarat, M.T., and Alam, B.R., ”Predistortion Linearization of

RF Power Amplifier Using Digital Signal Processing (DSP) Method”, accepted

on Asia-Pacific Microwave Conference 2003, Soul, South Korea.

[4] Saripudin A., Kajian Distorsi Intermodulasi pada Penguat Daya RF LDMOS,

Seminar Nasional Pendidikan Teknik Elektro 2005, Universitas Negeri

Yogyakarta, 3 September 2005

Daftar Seminar dan Konferensi yang diikuti:

1. Seminar Manajemen Inovasi dan Kewirausahaan “Membangun Wirausaha Generasi Baru di Era Ekonomi Pengetahuan”, Institut Teknologi Bandung, 10 Nopember 2001.

2. The 2002 IEEE Asia Pacific Conference on Circuits and Systems, Hilton International Hotel, Singapore, 16 – 18 December 2002.

3. Workshop in Integrated Circuit Design Technology “Building an IC Design Competency in Information Technology Era”, Institut Teknologi Bandung, 26 Juli 2005.

4. Seminar Nasional Pendidikan Teknik Elektro 2005 “Pengembangan Sertifikasi Kompetensi Teknik Elektro Untuk Meningkatkan Daya Saing Sumber Daya Manusia Indonesia Menyongsong Pasar Global AFLA”, Universitas Negeri Yogyakarta, 3 September 2005

5. Seminar dan Lokakarya Nasional dalam rangka Dies Natalis UPI ke-51 “Standar Pendidik Bidang Pendidikan Teknologi dan Kejuruan Menurut PP. Nomor 19/2005 (Kualifikasi, Kompetensi, dan Sertifikasi)”, Universitas Pendidikan Indonesia, 21 – 22 Desember 2005.

Page 25: ABSTRAK - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPTK/JUR._PEND._TEKNIK_ELEKTRO/... · 2. Pendadahan GaN oleh Mn dilakukan menggunakan teknik implantasi ion. Usulan Penelitian Hibah Kompetitif

Usulan Penelitian Hibah Kompetitif UPI 25

6. Pendidikan dan Pelatihan Pedagogik Bagi Dosen Muda Universitas Pendidikan Indonesia, Universitas Pendidikan Indonesia, 26 – 31 Desember 2005.

Bandung, 24 Februari 2010

Aip Saripudin, M.T.

Page 26: ABSTRAK - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPTK/JUR._PEND._TEKNIK_ELEKTRO/... · 2. Pendadahan GaN oleh Mn dilakukan menggunakan teknik implantasi ion. Usulan Penelitian Hibah Kompetitif

Usulan Penelitian Hibah Kompetitif UPI 26

B. Peneliti Kedua

Nama dan Gelar Lengkap : Dr. Budi Mulyanti, M.Si.

Tempat/Tanggal Lahir : Pemalang, 9 Januari 1963

Jenis Kelamin : Perempuan

NIP : 19630109 199402 2 001

Pangkat/Jabatan/Golongan : Pembina/Lektor Kepala/IVa

Unit Kerja : JPTE-FPTK-UPI

Alamat Rumah : Jl. Ligar Permai 33 Bandung 40191

Tlp.: 022 251 4968/081321348444

E-mail : [email protected]

Bidang Kepakaran : Fisika Material Elektronik

Riwayat Pendidikan :

No. Program Tahun Lulus Bidang studi / Spesialisasi Perguruan Tinggi

1. S1 1987 Fisika ITB

2. S2 1997 Fisika/ Material Elektronik ITB

3. S3 2006 Fisika/ Material Elektronik ITB

Mata Kuliah Yang Diampu:

No. Nama Mata Kuliah Jumlah SKS

1. Fisika Dasar 1 3

2. Fisika Dasar 2 3

3. Fisika Material Elektronik 2

4. Divais Gelombang Mikro 2

5. Medan Elektromagnetik 1 2

6. Medan Elektromagnetik 2 2

Pengalaman Penelitian:

1. Penumbuhan Material GaN:Mn dan Struktur hetero GaN/GaN:Mn di atas Substrat Silikon dengan Metode PA-MOCVD Untuk Aplikasi Divais MTJ, 2008-2009

2. Study of Mn Incorporation into GaN:Mn Magnetic Semiconductor Thin Films Prepared by Plasma Assisted MOCVD, 2005

3. Penumbuhan Film Tipis Semikonduktor Ferromagnetik GaN:Mn dengan Metode PA-MOCVD dan Karakterisasinya, 2006

4. Penumbuhan Struktur Hetero AlxGa1-xN/GaN dan Aplikasinya untuk Heterostructure Field Effect Transistors (HFETs), 2004-2007

Page 27: ABSTRAK - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPTK/JUR._PEND._TEKNIK_ELEKTRO/... · 2. Pendadahan GaN oleh Mn dilakukan menggunakan teknik implantasi ion. Usulan Penelitian Hibah Kompetitif

Usulan Penelitian Hibah Kompetitif UPI 27

5. Simulasi Aliran Fluida Dengan Finite Element Method Laboratory (Femlab), 2005

6. Simulasi Medan Listrik dengan FEMLAB untuk Meningkatkan Efektivitas Pembelajaran, 2007

Daftar Publikasi:

1. Budi Mulyanti, D.Rusdiana, dan P. Arifin, Studi Penumbuhan Material DMS GaN:Mn dan Struktur GaN/ GaN:Mn Di Atas Substrat Silikon Dengan Metode PA-MOCVD Untuk Aplikasi Divais MTJ (2008), Jurnal Sains Materi Indonesia, Edisi Khusus November 2008

2. Budi Mulyanti, A. Subagio, F.S. Arsyad, P. Arifin, M. Barmawi, Irzaman, Z. Jamal and U. Hashim (2008): Effect of Growth Temperature and Mn Incorporation on GaN:Mn Thin Films Grown by Plasma-Assisted MOCVD, ITB Journal of Science, Vol 40A, No.2, 97-108

3. Budi Mulyanti, A. Subagio, H. Sutanto, P.Arifin, M. Budiman, dan M. Barmawi, (2006): Study of Mn Incorporation Into GaN:Mn Magnetic Semiconductor Thin Films Prepared by Plasma Assisted MOCVD, Proc of 2006 ICONN

4. Budi Mulyanti, A. Subagio, E. Supriyanto, F. S. Arsyad, P. Arifin, M. Budiman, Mujamilah, dan M. Barmawi (2006): N-type Conductivity in Wurtzite Mn-doped GaN Thin Films Grown by Plasma Assisted MOCVD, Journal of Mathematics and Science

5. Budi Mulyanti, Mujamilah, A. Subagio, F. S. Arsyad, P. Arifin, M. Budiman, Sukirno, dan M. Barmawi (2006): Sifat Struktur dan Sifat Magnetik Film Tipis GaN:Mn yang ditumbuhkan dengan Plasma Assisted MOCVD, Jurnal Sains Materi Indonesia, Edisi Khusus Oktober 2006

6. Heri Sutanto, A.Subagio, Budi Mulyanti, E Supriyanto, P.Arifin, Sukirno, M.Budiman, dan M.Barmawi (2006): Pengaruh Fraksi Molar Al terhadap Morfologi Permukaan Film Tipis AlGaN yang Ditumbuhkan dengan PA-MOCVD, Jurnal MIPA, Vol.29, No.1, 57-62 (ISSN 0215-9945)

7. Budi Mulyanti, A. Subagio, H. Sutanto, F. S. Arsyad, P. Arifin, M. Budiman, dan M.Barmawi (2005): Effect of V/III Ratio on Mn Incorporation into GaN:Mn Thin Films Deposited by Plasma Assisted MOCVD, Proc. of The 8th International Conference on Quality in Research (QIR), MM11-09

8. Budi Mulyanti, A. Subagio, H. Sutanto, F. S. Arsyad, P. Arifin, M. Budiman, dan M. Barmawi (2005): Temperature Dependence of Mn Incorporation into GaN:Mn Deposited Using Plasma Assisted MOCVD, Proc. of Asian Physics Symposium, 73-77

9. Fitri Suryani, B. Mulyanti, A. Supu, P. Arifin, M. Budiman, dan M.Barmawi (2005) The Dependence of Probability Distribution of Electron and Hole Fermi-Dirac Function on Size Fluctuation of GaN Quantum Dot Laser, Proc. of The 8th International Conference on Quality in Research (QIR), OL2-03

Page 28: ABSTRAK - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPTK/JUR._PEND._TEKNIK_ELEKTRO/... · 2. Pendadahan GaN oleh Mn dilakukan menggunakan teknik implantasi ion. Usulan Penelitian Hibah Kompetitif

Usulan Penelitian Hibah Kompetitif UPI 28

10. H. Sutanto, A. Subagio, Budi Mulyanti, F. S. Arsyad, P.Arifin, M. Budiman, dan M. Barmawi (2005): Influence of the Al Concentration on Electrical Properties of AlGaN Thin Films Grown on Si (111) Substrate by PA MOCVD, Proc. of Asian Physics Symposium (APS), 204-207

11. H. Sutanto, A. Subagio, B. Mulyanti, E. Supriyanto, P. Arifin, Sukirno, M. Budiman, M. Barmawi, “Pengaruh Lama Penumbuhan Lapisan Penyangga AIN Terhadap Sifat Listrik Galium Nitrida Yang Ditumbuhkan di atas Substrat Si(111) Dengan PA-MOCVD”, Kentingan Physics Forum, 24 September 2005, Solo, Indonesia.

12. Fitri S. Arsyad, Budi Mulyanti, H. Sutanto, A. Subagio, H. Saragih, E. Supriyanto, P. Arifin, dan M. Barmawi ((2005): Study of Crystal Structure and Surface Morphology of AlGaN Thin Film Deposited by PA MOCVD, Proc. of Asian Physics Symposium (APS), 438-441

13. Budi Mulyanti, Fitri S. Arsyad, M. Barmawi, Sri Jatno, P.Arifin, and M. Budiman (2004): Effect of Growth Parameters on Deposition Rate of Ga1-x MnxN Thin Films Deposited Using Vertical Axisymmetric MOCVD Reactor, Prosiding Seminar MIPA IV , 41-44

14. Budi Mulyanti, F. S. Arsyad, P.Arifin, M. Budiman, M.Barmawi, dan Sri Jatno W (2004): Depedence of Ga1-x Mnx Thin Films Growth on Substrate Temperature in Vertical MOCVD Reactor by Numerical Simulation, Indonesian Journal of Physics, 15, 3, 59-63

15. Fitri S. Arsyad, B. Mulyanti, M. Budiman, Sri Jatno, P. Arifin, dan M. Barmawi (2004): Pengaruh Geometri QD Kerucut Terhadap Probabilitas Distribusi Energi Transisi Optik, Prosiding Seminar MIPA IV, 206-208

16. Budi Mulyanti, F.S. Arsyad, Soegianto S, M. Barmawi, dan Sri Jatno (2002): Simulasi Numerik Reaktor MOCVD Dengan Menggunakan FEMLAB, Kontribusi Fisika Indonesia, 13,2, 1-6

Daftar Seminar dan Konferensi yang diikuti:

1. Penyaji pada Pertemuan Ilmiah IPTEK Bahan 2008, PUSPIPTEK, Serpong, November 2008

2. Pembicara pada The Annual Physics Seminar, Bandung, 2007 3. Penyaji pada Pertemuan Ilmiah IPTEK Bahan 2006, PUSPIPTEK, Serpong,

Oktober 2006 4. Pembicara pada Seminar Hasil Penelitian Tingkat UPI, 2006 5. Pembicara pada Asian Physics Symposium, Bandung, 2005 6. Presenter pada The Annual Physics Seminar, Bandung, 2004 7. Pembicara pada Seminar MIPA ITB, Bandung, 2004 8. Pembicara pada The Annual Physics Seminar, Bandung, 2003

Page 29: ABSTRAK - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPTK/JUR._PEND._TEKNIK_ELEKTRO/... · 2. Pendadahan GaN oleh Mn dilakukan menggunakan teknik implantasi ion. Usulan Penelitian Hibah Kompetitif

Usulan Penelitian Hibah Kompetitif UPI 29

Pengalaman Pengabdian

No. Nama Kegiatan, Tempat, Tahun Sumber Dana

1. Penyuluhan Ketrampilan Elektronika Digital Bagi Pemuda dan Karang Taruna di Kelurahan Sarijadi Kecamatan Sukasari, Kota Bandung, 2002

UPI

2. Penyuluhan Ketrampilan Elektronika Digital Bagi Pemuda dan Karang Taruna di Desa Lebakwangi, Kecamatan Arjasari, Kabupaten Bandung, 2004

UPI

Bandung, 24 Februari 2010

Dr. Budi Mulyanti, M.Si. NIP. 19630109 199402 2 001

Page 30: ABSTRAK - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPTK/JUR._PEND._TEKNIK_ELEKTRO/... · 2. Pendadahan GaN oleh Mn dilakukan menggunakan teknik implantasi ion. Usulan Penelitian Hibah Kompetitif

Usulan Penelitian Hibah Kompetitif UPI 30

C. Peneliti Ketiga

Nama dan Gelar Lengkap : Yuda Muladi, Drs., S.T., M.Pd.

Tempat/Tanggal Lahir : Yogyakarta, 09 Januari 1951

Jenis Kelamin : Laki-laki

NIP : 19510109 198003 1 002

Pangkat/Jabatan/Golongan : Pembina Tk. I/Lektor Kepala/IVb

Unit Kerja : JPTE-FPTK-UPI

Alamat Rumah : Jl. Perumnas Blok 21 No. 5 Gg. Hidayah 1 Cimahi

Telepon: 022 6041003

e-mail : [email protected]

Bidang Kepakaran : Elektronika Komunikasi

Riwayat Pendidikan :

No. Program Tahun Lulus Bidang studi / Spesialisasi Perguruan Tinggi

1. D3 1975 Teknik Elektro IKIP Bandung

2. S1 1979 Elektronika Komunikasi IKIP Bandung

3. S2 1987 Fisika IKIP Jakarta

4. S1 2000 Teknik Elektronika Komunikasi UNJANI Cimahi

Mata Kuliah Yang Diampu:

No. Nama Mata Kuliah Jumlah SKS

1. Elektronika Komunikasi 3

2. Elektronika Digital 3

3. Sistem Kontrol Elektronika 3

4. Sistem Telemetri 3

5. Sistem Komunikasi Analog 3

6. Saluran Transmisi 3

Pengalaman Penelitian:

1. 2007, Rancang Bangun Trainer Mikrokontroler Sebagai Media Interaktif Untuk Meningkatkan Proses Belajar Mengajar di SMK (Dirjen Diknas, sebagai anggota)

2. 2005, Perancangan Pembuatan Antena (Wireless) Sebagai Optimasi Akses Internet di Jurusan Pendidikan Teknik Elektro FPTK UPI (Dirjen Diknas, sebagai ketua)

Page 31: ABSTRAK - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPTK/JUR._PEND._TEKNIK_ELEKTRO/... · 2. Pendadahan GaN oleh Mn dilakukan menggunakan teknik implantasi ion. Usulan Penelitian Hibah Kompetitif

Usulan Penelitian Hibah Kompetitif UPI 31

Daftar Seminar dan Konferensi yang diikuti:

1. 2006, Seminar Nasional Pendidikan Teknologi dan Kejuruan, FPTK UPI Bandung

2. 2006, The 2nd UPI-UPSI Joint International Conference, UPI Bandung 3. 2005, Seminar dan Lokakarya nasional, UPI Bandung 4. 2004, Seminar dalam Rangka Dies Natalis UPI ke-50, UPI Bandung

Pengalaman Pengabdian

No. Nama Kegiatan, Tempat, Tahun Sumber Dana

1. Penyuluhan dan Pemanfaatan Tenaga Listrik di Desa Mangun Arga Kecamatan Cikeruh Kabupaten Subang, 1987

UPI

2. Penyuluhan Tentang Perbaikan dan Pemeliharaan Peralatan Elektronika bagi Pemuda di Kelurahan Isola Kecamatan Sukasari Kota Bandung, 1998

UPI

Bandung, 24 Februari 2010

Yuda Muladi, Drs., S.T., M.Pd. NIP. 19510109 198003 1 002