Lapak Fiks

download Lapak Fiks

of 18

Transcript of Lapak Fiks

  • 7/24/2019 Lapak Fiks

    1/18

    I. Tujuan Percobaana. Mempelajari cara pemakaian peralatan timbangan, magnetic

    stirer, ultrasonic bath, spincoater, dan oven vacuumb. Membuat flm tipis polimerc. Menentukan ketebalan lapisan tipis polimer dengan teknik

    spektroskopi.

    II. Teori Dasar2.1 Polimer

    Polimer Merupakan molekul besar (makromolekul) yang

    terbangun oleh susunan unit ulangan kimia yang kecil,sederhana dan terikat oleh ikatan kovalen. Unit ulangan ini

    biasanya setara atau hampir setara dengan monomer yaitu

    bahan awal dari polimer. ebarang !at yang dapat dikonversi

    menjadi suatu polimer. Untuk contoh, etilena adalah monomer

    yang dapat dipolimerisasi menjadi polietilena (lihat reaksi

    berikut). "sam amino termasuk monomer juga, yang dapat

    dipolimerisasi menjadi polipeptida dengan pelepasan air#eaksi $

    Monomer polimer

    n H2N C C N C C

    OR

    H

    HR O

    H

    OH

    n

    - H2O

    asam amino polipeptida

    monomer Unit Ulangan terikat secarakovaken dengan unit ulangan lainnya

    CH2CH2H2C CH2 nn

    etilenaPolimer polietilena

    polimerisasi

  • 7/24/2019 Lapak Fiks

    2/18

    Unit ulangan dapat memiliki struktur linear atau bercabang.

    Unit ulangan bercabang dapat membentuk polimer jaringan tiga

    dimensi. %abel & menunjukkan beberapa contoh polimer,

    monomer, dan unit ulangannya.

    Polimer Monomer Unit Ulangan

    Polietilena '* ' + ''

    poli(vinil klorida) '* ''l + '''l

    Poliisobutilena

    polistirena

    CH2 CH CH2 CH

    CH2 C

    CH3

    CH3

    CH2 C

    CH3

    CH3

  • 7/24/2019 Lapak Fiks

    3/18

    Poliisoprena (karet

    alam)

    CH2= CH - C = CH2

    CH3

    - CH2CH = C - CH2 -

    CH3

    2.2 Teknik Fabrikasi Film Tipis Polimer2.2.1-lektrokimia

    Pada pembuatan flm tipis ecara -lektrokimia ada

    dua teknik yang dapat digunakan yaitu metoda

    galvanostatik dan metoda potensiostatik. Penjelasan

    pada masing+masing teknik tersebut diuraikan pada

    bagoan berikut $a. Metode alvanostatik

    Pada metoda ini dipergunakan sistem sel dua

    elektroda yang terdiri dari elektroda kerja (working

    electrode-WE)dan elektroda lawan (counter electrode-

    CE) serta sumber arus tetap (galvanostat)

    b. Metode PotensiostatikPada sistem ini terdiri dari tiga elektroda yaitu

    elektroda kerja (workingelectrode-WE), elektroda

    lawan (counter electrode-CE) dan elektroda acuan(reference electrode-#-) serta umber %egangan %etap

    (potensiostat)

  • 7/24/2019 Lapak Fiks

    4/18

    2.2.2Physical /avor 0epositiona. -vaporasi

    1ondensasi uap logam dalam vakum tinggi ke

    penyimpan lapisan tipis pada wa2er3 tidak dapat

    menutupi beberapa topologi yang menguntungkan

    saat melakukan peluncuran pola3 juga sulit untuk

    penyimpan bercampur karena ada kemungkinan

    perbedaan titik leleh.Proses -vaporasi4 #uang kondisi vakum tinggi (tekanan rendah dan

    M5P panjang)4 potongan logam yang dipasang dalam wadah

    (charge) dan dipanaskan sampai %m4 substrat ditempatkan di atas wadah, dan

    penyimpanan logam pada substrat.

    ambar .& Pompa+di2usi evaporator sederhana

    menunjukkan pipa vakum dan lokasi wadah

    mengandung muatan dan wa2er.

  • 7/24/2019 Lapak Fiks

    5/18

    b. putteringPenggunaan plasma dan percepatan ion menuju

    target, bahan ion menuju target, material 6tergaduh6

    dari dari target dan diendapkan pada wa2er, banyak

    digunakan dalam teknologi silikon.Proses puttering $4 %ekanan dasar ruang + vakum tinggi4"rgon mengalir ke chamber "rgon mengalir ke ruang

    meningkatkan tekanan untuk berbagai m%orr,4 daya yang diberikan ke elektroda,4 penyimpanan bahan target pada wa2er.

    ambar . #uang untuk paralel ruang sederhana

    untuk sistem sputtering pelat sejajar sederhana2.2.3olution 'asting

    7ni adalah metode yang paling sederhana yang

    digunakan untuk membuat flm tipis dari larutan

    menggunakan gaya sentri2ugal. 0engan penurunan

    sedikit larutan polimer (atau larutan kimia) ke kepala

    berputar (cetakan atau permukaan), kemudian memutar

    larutan (rpm selama beberapa detik atau menit), gayasentri2ugal (gaya yang digunakan untuk memutar di

    sekitar motor) akan memberikan kekuatan yang cukup

    untuk menyebarkan tetesan larutan ke lapisan flm tipis

    menyebar di atas permukaan (cetakan).

  • 7/24/2019 Lapak Fiks

    6/18

    ..8 0ipcoating..9 Proses pelapisan dip dapat dipisahkan menjadi lima

    tahap$a) 7mersi$ ubstrat direndam dalam larutan bahan pelapis

    pada kecepatan konstan.b) tart+up$ ubstrat tetap dalam larutan untuk

    sementara dan mulai ditarik ke atas.c) -ndapan$ :apisan tipis endapan sendiri pada substrat

    ketika sedang berhenti. Penarikan tersebut dilakukan

    pada kecepatan konstan untuk menghindari

    kegelisahan. 1ecepatan menentukan ketebalan lapisan

    (lebih cepat penarikan memberikan bahan pelapis

    tebal).d) 0rainase$ 1elebihan cairan akan mengalir dari

    permukaan.e) -vaporasi$ Pelarut menguap dari cairan, membentuk

    lapisan tipis. Untuk pelarut yang mudah menguap,

    seperti alkohol, penguapan dimulai sudah selama

    deposisi ; drainase langkah.

    ..< 0alam proses yang terus menerus, langkah+

    langkah yang dilakukan secara langsung setelah satu

    sama lain.

    2.2.7

  • 7/24/2019 Lapak Fiks

    7/18

    ..= ambar 8.& kema dari proses pelapisan dip terus

    menerus..>

  • 7/24/2019 Lapak Fiks

    8/18

    2.2.10 pincoating

    ..&& 0engan menggunakan teknik spin+coating

    lapisan molekul akan bisa dibuat sebagai flm yaitu

    dengan cara menyebarkan larutan flm ke atas substrat

    terlebih dahulu, kemudian substrat diputar dengan

    kecepatan konstant tertentu agar dapat diperoleh

    mendapan flm di atas substrat. emakin cepat putaran,

    akan diperoleh flm yang semakin homogen dan tipis.

    %eknik ini telah dipergunakan untuk memendapkan thinflm bagi keperluan piranti non+linear optik. ?ahan flm

    yang memungkinkan dimendapkan menggunakan teknik

    ini adalah dari berbagai bahan organik ataupun

    organometallic. 0ibandingkan dengan teknik :?, maka

    teknik ini lebih mudah dan lebih banyak jenis bahan

    yang bisa dimendapkan. 0i sisi lain kesempurnaan dalam

    mengatur molekul flm tidak sebaik jika dibandingkandengan yang diperoleh menggunakan teknik :?. @amun,

    dengan berbagai cara, dimungkinkan untuk

    mendapatkan kualitas flm yang makin sempurna...& Proses spin coating ini pada dasarnya terdiri dari $

    &. tep dispensiApenyaluran dari aliran resin yang

    disimpan lalu disalurkan ke permukaan substrat.2. tep kecepatan tinggi$ kecepatan spin dipercepat

    untuk menipiskan Buida tersebut.3. :angkah pengeringan$ untuk mengeliminasi pelarut

    yang berlebihan dari flm yang dihasilkan.

  • 7/24/2019 Lapak Fiks

    9/18

    2.2.13

    2.3 etebalan Film Tipis

    2.2.1! 5ilm tipis adalah lapisan bahan yang berukuran

    sepersekian nanometer (monolayer) menjadi beberapa

    mikrometer dalam ketebalan. %eknologi flm tipis sudah dikenal

    berpuluh+puluh tahun di industri besar maupun kecil. Proses

    teknologinya terus menerus dikembangkan sampai sekarang

    dengan menggunakan proses+proses modifkasi terbaru

    dengan tujuan penghematan bahan baku dan tentunya biaya

    yang relati2 lebih murah.2.2.1" Penentuan ketebalan flm dapat ditentukan secara

    langsung menggunakan peralatan alpha-step proler. 0engan

    teknik ini ketebalanditentukan dengan cara menggores sampel

    dan melakukan scan pada permukaannya.2.2.1# 1etebalan adalah perbedaan ketinggian antara

    lapisan dan substrat.1etebalan juga dapat diestimasi secaratidak langsung, salahsatunya dengan menggunakan teknik

    spektroskopi yaitu melaluipengukuran spektrum absorbsi atau

    transmisi. Prinsipnya adalahmenggunakan inter2erensi yang

    terjadi pada lapisan tipis. 0engan cara ini,ketebalan diestimasi

    melalui pola inter2erensi yang muncul pada spectrum yang

    diperoleh.

  • 7/24/2019 Lapak Fiks

    10/18

    2.2.17 0ari hasil pengukuran menggunakan spektroskopi,

    maka dapat dihitung ketebalannya menggunakan persamaan

    berikut ini

    ..&= t=m

    0

    m

    2n (0 m )cos

    ..&> 0imana t adalah ketebalan, m adalah jumlah

    gelombang dalam selang 0 dan m , n adalah indeks bias

    flm polimer, adalah sudut datang.

    ..C Untuk memperoleh flm tipis dengan kualitas optik

    yang baik, yaitu transparan, indeks bias yang homogen, dan

    memiliki permukaan yang halus, terdapat D tahap yang harus

    dilakukan, yaitu $

    &. Melakukan optimasi parameter 2abrikasi flm tipis dengan

    teknik spincoating seperti jenis pelarut, temperatur substrat,

    konsentrasi larutan, kecepatan spin, waktu, dan temperatur

    2abrikasi.. Mem2abrikasi flm tipis dari bahan polimer yang berbeda

    dengan penyesuaian parameter 2abrikasi di atas.D. Mengukur si2at optik dari flm tipis, yaitu koefsien absorpsi

    dan dispers indeks bias.III.Meto$ologi Percobaan..&..

    ..D

    ..8

    a. "lat dan ?ahan&. PMM", toulena. ubstrat kaca (mikroskop slide) dan pemotong kacaD. endok timbang dan kertas timbang, serta neraca

    (timbangan)8. ?otol kaca, pipet kaca, pipet tip, dan lass yringe9. taining Ear

    Mengkarakterisasi 1etebalanMmbuat

    5ilm %ipisMembuatu

    bstratMembuat:arutanPMM"

  • 7/24/2019 Lapak Fiks

    11/18

    . Gven /acuum&C. pektrometer U/+/is

    b. Prosedur Percobaan

    &. Membuat larutan PMM"a. Menimbang massa PMM" dengan neraca analitik.b. Mengukur volume !at pelarut toeluena yang dibutuhkan

    (%oeluena digunakan karena tingkat uapnya lebih

    rendah dibandingkan PMM" sehingga saat di taruh di

    hot plate hanya toeluena saja yang akan menguap).c. Mencampur PMM" dengan !at pelarut toeluena.d. Mengaduk larutan dengan magnetic stirer selama &

    jam supaya larutannya menjadi homogen (masukkan

    perhitunganya pada pembahasan hasil, jelaskan kenapa

    menggunakan toluene, tulis alat dan bahan yang

    dibutuhkan, yang dipakai konsenterasi apa saja ).. Penyiapan substrat

    a. Menggores kaca dengan alat penggores hingga

    setengah bagianb. Menaruh substrat kaca tersebut di atas substrat lain

    (yang sudah rusak) kemudian ditekan hingga patahc. Mencuci ke enam substrat dengan tipold. etelah bersih, memasukkan substrat ke dalam staining

    jar dan menuangkan aseton ke dalam staining jar

    hingga substrat tenggelame. Menaruh staining jar di dalam ultrasonic bar dengan

    parameter sebagai berikut...9 %ime$ &9 menit..< %emperatur$ 9+F H'..F et Power$ 9 Iatt..= 5reJuensi$ igh

    2. Mengeluarkan substrat ke dalam staining jar dan

    mengeringkannya dengan tissue

  • 7/24/2019 Lapak Fiks

    12/18

    g. Membersihkan staining jar dan memasukan kembali

    substrat untuk kemudian ditaruh dalam dry cabin,

    dengan suhu %dry cabin * F,F H '(jelaskan alat dan

    bahannya, prosesnya ukuran substrar ,9 cm K ,9 cm,

    Lmenggunakan tipol untuk menghilangkan lemak pada

    substratD. %ahap pelapisan..> Pada tahap pelapisan disiapkan bahanN..DC pin coater..D& Pipet

    ..D ubstrat..DD :arutan..D8 ot plate..D9 Pinset..D