MODUL 6 SINTESIS NANOMATERIAL BORON-CARBON-OXYNITRIDE (BCNO)Adinda Mutiara Ayu, Pradini Rahalintar, Ayunda Zidafrian, Dania Nurissa Dwiartika, Aulia Desiani C 10209030, 10209012, 10209010, 10209061, 10208014 Program Studi Fisika, Institut Teknologi Bandung, Indonesia Email : badin.dinda@yahoo.com

Asisten : Noviani Sahputri/10208061 Muhammad Fauzi Sahdan/10208004 Tanggal Praktikum : 07-03-2012

Abstrak Praktikum kali ini mengenai sintesis nanomaterial BCNO. BCNO (Boron-Carbon-Oxynitride) adalah nanomaterial yang dapat digunakan untuk menggantika phosphor yang sudah ditemukan sebelumnya.Tujuan praktikum kali ini adalah mempelajari cara pembuatan BCNO beserta seluruh faktor yang mempengaruhi dalam pembuatan dan karakternya. Metode yang digunakan adalah metode pemanasan sederhana menggunakan furnace. Dari hasil praktikum didapatkan bahwa faktor yang mempengaruhi karakter BCNO adalah jumlah silica yang dicampurkan, semakin banyak silica yang diberikan, maka semakin terang pendaran dari fosfor BCNO tersebut. Digunakan sinar UV dalam melihat pendaran BCNO karena panjang gelombang UV sesuai dengan Luminescence dari BCNO. BCNO juga dapat digunakan untuk pembuatan LED putih dengan metode pemanasan sederhana dan metode tegangan tinggi..

Kata kunci : BCNO, LED, nanomaterial, photoluminescence, sinar UV I. Pendahuluan Pada praktikum kali ini, kita menggunakan nanoteknologi untuk membuat nanomaterial phosphor. Nanoteknologi adalah teknologi yang menggunakan skala nanometer, atau sepersemilyar meter, merupakan teknologi berbasis pengelolaan materi berukuran nano atau satu per miliar meter, dan merupakan lompatan teknologi untuk mengubah dunia materi menjadi jauh lebih berharga dari sebelumnya. [1]

Gambar 1. Nanomaterial

Fosfor ialah zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens (pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan). [2]

Gambar 2. Green Phosphor

Ada beberapa hal yang harus diketahui dalam pembuatan nanomaterial phosphor ini, beberapa diantaranya yaitu efisiensi kuantum, photoluminescence dan solubilitas. Efisiensi kuantum adalah rasio dari fotonelektron yang dihasilkan pixel menangkap dengan kejadian foton pada daerah pixel. Nilai ini tergantung panjang gelombang sehingga nilai yang diberikan untuk efisiensi kuantum umumnya untuk panjang gelombang puncak untuk sensitivitas CCD. Photoluminescence adalah radiasi pada salah satu panjang gelombang diserap, biasanya oleh suatu padatan, dan dipancarkan kembali pada berbagai panjang gelombang. Bila radiasi yang dipancarkan kembali tersebut merupakan fenomena yang dapat terlihat maka radiasi tersebut disebut fluorescence atau phosphorescence. [3] Solubilitas adalah kemampuan suatu zat terlarut (solute), untuk larut dalam suatu pelarut (solvent). Biasanya jika zat pelarutnya air sering disebut dengan larutan, misalnya gula yang larut dalam air biasa disebut larutan gula. Bahan material seperti oxynitrides dikenal sebagai bahan terpenting dalam penyusun phosphor. Namun bahan seperti itu mahal dan sukar ditemukan. Maka dari itu dibuatlah pengembangan material semikonduktor berbahan dasar carbon-boron-nitride (BCN) untuk menggantikan phosphor. Secara teori bahan BCN dapat diatur dapat divariasikan komposisi kandungannya sehingga emisi panjang gelombangnya mendekati spectrum cahaya tampak. Bahan semikonduktor sendiri terdiri dari bahan tipe p yang mengandung banyak hole dan tipe n yang mengandung

electron. Otomatis tipe p bernilai positif dan n bernilai negative. Saat bahan ini dialiri listrik, terjadi band gap. Elektron dan hole saling berpindah tempat. Elektron bergerak dari pita konjugasi ke pita valensi dan hole sebaliknya. Hal inilah yang menyebabkan bahan semikonduktor dapat memancarkan foton. Pada tahun 2008, Takashi Ogi dan Ferry Iskandar menemukan material baru yaitu boron-carbon-oxynitride (BCNO) yang mampu disintesis dengan satu tahapan proses dan temperature rendah dan kondisi atmosfer udara. BCNO ini terbuat dari Boric Acid (H3BO3), Urea (CO(NH2)2), dan Polietilen Glikol (PEG 20.000 HO(CH2CH2o)nH). Pada percobaan kali ini, kami mencoba membuat BCNO tersebut. II. Metoda Percobaan Pada praktikum kali ini digunakan 3 bahan dasar untuk pembuatan nanopartikel BCNO. Bahan dasarnya adalah Boric Acid (H3BO3), Urea (CO(NH2)2), dan Polietilen Glikol (PEG). Sampel BCNO dibagi menjadi 3 sampel, yaitu tanpa silica, dengan silica sebanyak., dan yang terakhir dengan silica sebanyak. Metode eksperimen yang digunakan adalah metode Pemanasan Sederhana. Ketiga bahan dasar tersebut disatukan di sebuah cawan dan dilarutkan dengan masingmasing 5 ml Aquades dan terbentuklah 3 buah sampel. Ketiga sampel tersebut dipanaskan pada temperature 700oC dan diaduk 500rpm selama 10 menit sampai diperoleh koloid kental(semua bahan-bahannya terlarut). Ketiga sampel lalu dimasukkan ke dalam furnace listrik dan dipanaskan sampai suhu 750 oC. Setelah itu didiamkan selama 30 menit lalu diturunkan suhunya hingga mencapai