Upload
yohanna-nawangsasih
View
78
Download
7
Tags:
Embed Size (px)
DESCRIPTION
fisika
Citation preview
Penentuan Struktur Kristal dan Komposisi Kimia Bahan Semikonduktor
Sn(S0,6Se0,4) Hasil Preparasi dengan Metode Bridgman
Determination Of Structure And Chemical Composition Semiconductor
Material Sn(S0,6Se0,4) Preparation With The Bridgman Method
1Dwi Ratna Sari Dewi,
2Ariswan.
1Mahasiswa Program Studi Fisika FMIPA Universitas Negeri Yogyakarta
2Dosen Program Studi Fisika FMIPA Universitas Negeri Yogyakarta
08996664223, [email protected]
Abstrak
Telah dilakukan penelitian tentang penentuan struktur kristal, morfologi
permukaan dan komposisi kimia bahan semikonduktor Sn(S0,6 Se0,4) hasil preparasi dengan
metode Bridgman. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh temperatur terhadap
srtuktur kristal bahan semikonduktor Sn(S0,6 Se0,4).
Proses penumbuhan kristal menggunakan teknik Bridgman dilakukan dengan alur
pemanasan yang sama dengan temperatur maksimum pada tiga sampel, yaitu sampel pertama
dengan suhu maksimal 550 C, sampel kedua dengan suhu maksimal 600 C dan sampel ketiga dengan suhu maksimal 500 C. Dalam penelitian ini, kristal hasil preparasi kemudian struktur kristal ditentukan dengan menggunakan X-Ray Diffraction, morfologi permukaan
ditentukan dengan menggunakan Scanning Electron Microscopy, dan komposisi kimia bahan
ditentukan dengan menggunakan Energy Dispersive Analysis X-Ray.
Hasil karakterisasi XRD menunjukkan bahwa kristal bahan semikonduktor Sn(S0,6 Se0,4) yang terbentuk mempunyai struktur kristal orthorhombik dengan nilai parameter kisi
untuk sampel pertama adalah a = 4,37957 , b = 11,20715 dan c = 4,03913 . Nilai
parameter kisi sampel kedua adalah a = 4,41112 , b = 11,43552 dan c = 4,02228 .
Sedangkan nilai parameter kisi sampel ketiga adalah a = 4,38875 , b = 11,32243 dan c =
4,02547 . Hasil karakterisasi SEM, memperlihatkan bahwa kristal bahan semikonduktor
Sn(S0,6 Se0,4) yang terbentuk homogen dan hasil karakterisasi EDAX diperoleh perbandingan
komposisi unsur Sn, S dan Se untuk sampel pertama adalah 1 : 0,2 : 0,7 dan sampel ketiga
adalah 1 : 0,3 : 0,2.
Kata kunci: Struktur Kristal, Alur Pemanasan, Sampel, Teknik Bridgman, Karakterisasi
(XRD, SEM, dan EDAX)
Abstract
Has done research on the determination of crystal structure, the surface and
the chemical composition of semiconductor material Sn(S0,6 Se0,4) the preparation with the
bridgman method. This study aims to determine the effect of temperature on the crystal
structure composition of semiconductor material Sn(S0,6 Se0,4).
The process of crystal growth using the Bridgman method performed with same
patterns of heat and with the different maximum temperatures in the three sample, they are
fisrt sample with the maximum temperature 550C, second sample with the maximum temperature 600C and third sample with the maximum temperature 500C. In this study, the crystals growth uses the Bridgman method then the crystal srtucture was determined by X-
Ray Diffraction, the surface morphology was determined by Scanning Electron Microscopy,
and the chemical composition was determined by Energy Dispersive Analysis X-Ray.
From the results of the XRD characterization showed that the material of
semiconductor Sn(S0,6 Se0,4) that is formed have an orthorhombik crystal structure with lattice
parameter values for the fisrt, second and third sample are (a = 4,37957 , b = 11,20715 , c
= 4,03913 ), (a = 4,41112 , b = 11,43552 , c = 4,02228 ) and (a = 4,38875 , b =
11,32243 , c = 4,02547 ) respectively. From the SEM characterization, we know that the
materials crystal of semiconductor Sn(S0,6 Se0,4) are homogenous and EDAX characterization
shows the element composition of Sn, S and Se for first and third sampel are 1 : 0,2 : 0,7 and
1 : 0,3: 0,2 respectively.
Key words: CrystalStructure, Heating Flow, Sample, BridgmanMethod,
Characterization(XRD, SEM and EDAX).
PENDAHULUAN
Permasalahan tentang energi akan selau
menjadi topik permasalahan yang menarik para
peneliti untuk mengetahui bahan-bahan yang
sesuai dengan teknik yang menghasilkan
energi. Manusia memerlukan energi dalam
setiap aktivitasnya. Pemanfaatan sumber energi
yang konvensional seperti batu bara, bahan
bakar minyak, gas alam dan lain-lain, pertama
tanpa disadari lama kelamaan akan habis.
Selain itu, selalu menghasilkan polutan yang
mengganggu terhadap keseimbangan biosfer.
Pemanfaatan energi konvensional secara besar-
besaran yang akan mengancam kelangsungan
hidup manusia. Oleh karena itu, perlu adanya
energi alternatif untuk mengatasi kelangkaan
energi tersebut salah satunya adalah energi
matahari.
Teknologi fotovoltaik yang
mengkonversi energi matahari langsung
menjadi energi listrik dengan menggunakan
piranti semikonduktor yang disebut Sel Surya
(Sollar Cell). Karena sifat keterbarukan energi
sel surya dapat menjadi solusi yang dapat
diandalkan. Letak Indonesia di daerah tropis
dan berada pada garis khatulistiwa sangat
berpotensi dalam pengembangan dan
pemanfaatan teknologi ini.
Pada dasarnya sel surya merupakan
persambungan antara semikonduktor tipe-p dan
semikonduktor tipe-n. Sel surya yang saat ini
sedang dikembangkan adalah sel surya lapisan
tipis menggunakan berbagai bahan
semikonduktor dan paduannya. Sel surya jenis
lapisan tipis (thin film) bertujuan untuk
mengurangi biaya pembuatan sel surya.
Keunggulan lain sel surya jenis lapisan tipis
adalah semikonduktor sebagai lapisan sel surya
bisa dideposisi pada substrat yang lentur
sehingga menghasilkan piranti sel surya yang
fleksibel (Kukuh Aji Suryo, 2011: 3).
Bahan semikonduktor yang menjadi
perhatian utama saat ini adalah Stanum
Seleneide (SnSe), Stanum Sulfide (SnS), dan
Sn(SSe) yang merupakan gabungan antara SnSe
dan SnS. Material tersebut hanya
membutuhkan ketebalan sekitar satu mikron
untuk membentuk sel surya yang efisien. Ini
disebabkan karena daya serap cahayanya yang
besar. Bahan dasar SnS dan SnSe memiliki
keunggulan sebagai bahan dasar aplikasi sel
surya seperti memiliki energi gap masing-
masing 1 eV dan 1,3 eV - 1,8 eV sehingga
sesuai pada tetapan sel surya. Selain itu, bahan
dasar SnS dan SnSe dapat dilakukan preparasi
dengan berbagai teknik fabrikasi.
Pada penelitian ini akan ditumbuhkan
kristal dari bahan semikonduktor ternary
Sn(S0,6,Se0,4) menggunakan metode Bridgman.
Metode ini sering digunakan di laboratorium
untuk penumbuhan kristal, karena prosesnya
yang sederhana dan biayanya relatif murah.
Penggunaan metode ini dipilih karena metode
Bridgman memiliki beberapa keuntungan
dibandingkan dengan metode lainnya yaitu: (a)
temperatur dapat dikontrol secara teliti, (b)
kecepatan pembekuan bahan dapat diatur, (c)
kecepatan penurunan temperatur pada saat
berubah dari keadaan cair dapat dikontrol
secara teliti, (d) tekanan mekanis di dalam
bahan juga dapat dikurangi untuk menghindari
terjadinya keretakan, dan (e) kenaikan
temperatur juga dapat diatur sedemikian rupa
sehingga dapat mengurangi timbulnya bahaya
ledakan yang diakibatkan oleh unsur tertentu
pada temperatur kritisnya (Fajar Marwanto,
2012: 4).
Untuk mengetahui bahan hasil preparasi
dilakukan karakterisasi menggunakan X-Ray
Difraction (XRD), Scanning Electron
Microscopy (SEM), dan Energy Dispersive
Analysis X-Ray (EDAX). XRD digunakan
untuk mengetahui struktur kristal dan SEM
digunakan untuk meneliti struktur morfologi
permukaan yaitu butiran kristalnya. EDAX
dimanfaatkan untuk mengetahui komposisi
kimia secara kuantitatif dengan memanfaatkan
interaksi tumbukan elektron dengan material.
KAJIAN PUSTAKA
Bahan Semikonduktor Sn(SSe)
1. SnSe (Stannnum Sellenoide)
Stannum Sellenoida adalah material
semikonduktor IV-VI dan termasuk dalam
kelompok crystalline solid (SnS, SnSe, ...).
SnSe merupakan bahan paduan dua unsur yaitu
Stannum (Sn) dan Sellenium (Se) dengan
presentase masing masing secara berturut turut
39,95% dan 60,05% berstruktur kristal
orthorhombik. Dengan lebar pita terlarang
(Band Gap) hanya sekitar 1 eV. SnSe berwarna
grey (hijau), dengan titik lebur 861 C dan
massa jenis 6180 kg m-3
.
(www.webelement.com-SnSe)
2. SnS (Stannum Sulfide)
Stannum Sulfide merupakan bahan paduan
antara dua unsur yaitu Stannum dan Sulfur.
Stanum merupakan logam putih keperakan
lunak (white), termasuk golongan IV pada tabel
berkala mempunyai nomor atom 50; massa
atom relatif (Ar) 118,71 gram/mol; titik lebur
505,05 K (231,9oC); titik didih 2543,15 K
(2270oC), dan struktur kristalnya adalah
tetragonal. Semikonduktor berbahan dasar Sn
sangat potensial untuk digunakan sebagai
pencegah korosi untuk pelindung logam lain
dan membuat kaca jendela.
(www.webelement.com-SnS)
Aplikasi Semikonduktor SnSSe dalam Sel
Surya
Kualitas bahan dikaitkan dengan sel
surya ditentukan oleh kemampuan sel surya
tersebut mengkonversi energi surya langsung
menjadi energi listrik (berkaitan dengan
efisiensi konversi). Kemampuan ini sangat
ditentukan oleh besarnya energi gap bahan
karena energi inilah langsung berkaitan dengan
koefisien serapan bahan semikonduktor. A.
Goetzberger (2000) telah menemukan
hubungan antara efisiensi konversi energi
matahari sebagai fungsi dari energi gap bahan
seperti ditunjukkan pada Gambar 1 sebagai
berikut:
Berdasarkan Gambar 1 di atas
menunjukkan nilai energi gap dari bahan-bahan
semikonduktor. Dalam penelitian ini bahan
dasar yang digunakan adalah SnS dan SnSe
yang memiliki energi gap masing-masing 1 eV
dan 1,3-1,83 eV. Energi gap pada rentang
tersebut cocok untuk bahan dasar sel surya.
METODE PENELITIAN
Pada penelitian ini menggunakan dua teknik
pengambilan data, yaitu tahap preparasi bahan
dan tahap karakterisasi bahan.
1. Tahap Preparasi Bahan
Menyiapkan bahan yang akan diuji antara
lain, Stannum (Sn), Sulfur (S), dan Sellenium
(Se) dengan kemurnian 99,99%. Kemudian
proses penimbangan bahan dilakukan pada
masing-masing unsur Sn, S, dan Se dengan
menggunakan perbandingan mol yaitu 1 : 0,6 :
0,4. Langkah pertama tahap penimbangan
bahan adalah menimbang unsur Se dengan
masssa x gram. Kemudian massa Sn dapat
dihitung dengan persamaan (
( )
( )
) gram. Sedangkan massa S
dapat dihitung dengan persamaan (
( )
( )
) gram. Dimana massa atom
(BA) Se = 78,96 gram/mol, massa atom (BA)
Sn = 118,70 gram/mol dan massa atom (BA) S
= 32, 065 gram/mol.
Kemudian memasukkan bahan yang telah
ditimbang ke dalam tabung pyrex yang sudah
dibersihkan dengan alkohol. Setelah itu tabung
pyrex yang berisi bahan paduan tersebut
divakumkan mencapai tekanan 5x10-5
mbar dan
kemudian dilas. Sehingga tabung pyrex yang
telah dilas tersebut berbentuk ingot atau kapsul.
Ingot tersebut kemudian dipanaskan ke dalam
furnace dengan tiga pola alur pemanasan
dengan masing-masing menggunakan
temperatur maksimum 500oC, 550
oC dan
600oC.
2. Tahap Karakterisasi Bahan
a. Karakterisasi XRD (X-Ray Diffraction),
digunakan untuk mengetahui struktur
kristal dan parameter kisi kristal. Data
Gambar 1. Efisiensi Konversi Energi Surya
Sebagai Fungsi Dari Energi Gap.
(Goetzberger,2000)
yang diperoleh dari karakterisasi XRD
berupa difraktogram. Difraktogram ini
menunjukkan intensitas sebagai fungsi
sudut difraksi (2). Hasil tersebut
kemudian dibandingkan dengan data
JCPDS (Join Committee on Powder
Diffraction Standard), sehingga diperoleh
bidang-bidang hkl dari sampel. Harga
konstanta kisi (a, b, c) dapat diperoleh
dengan metode Coheen.
b. Karakterisasi SEM (Scanning Electron
Microscopy) dan EDAX (Energy
Dispersive Analysis X-Ray), digunakan
untuk mengetahui morfologi permukaan
dan komposisi kimia bahan paduan
Sn(S0,6Se0,4). Pada karakterisasi SEM ini
diperoleh hasil data yang berupa gambar
atau foto. Dari hasil foto ini dapat
diketahui tingkat homogenitas kristal
yang terbentuk. Sedangkan hasil EDAX
berupa grafik hubungan antara intensitas
dengan energi yang menyatakan hasil
spectrum energi sinar-x karakteristik dari
bahan sampel yang dikarakterisasi. Energi
karakteristik sinar-X tersebut yang
menunjukkan komposisi kimia yang
terkandung dalam kristal Sn(S0,6 Se0,4).
HASIL DAN PEMBAHASAN
1. Hasil Karakterisasi Struktur Kristal
Sn(S0,6 Se0,4)
a. Karakterisasi Struktur Kristal dengan
X-Ray Diffraction (XRD).
Penelitian menggunakan alat Analisis X-
Ray Diffraction (XRD) digunakan untuk
mengetahui struktur kristal dan parameter
kisi yang terbentuk pada ingot hasil
pemanasan bahan paduan Sn(S0,6 Se0,4). Data
yang dihasilkan berupa difraktogram, yaitu
grafik hubungan antara sudut hamburan (2)
dan Intensitas (I) puncak spektrum.
Difraktogram menunjukkan puncak-puncak
spektrum yang muncul pada sampel. Setelah
dilakukan analisis XRD dapat diketahui
jarak antar bidang (dhkl).
0 20 40 60 80 100
0
2000
4000
6000
8000
10000
1 6
0
0 0
21 4
12 1
02 0
0
1 1
11 0
10 2
1
Inte
nsi
tas
(caca
h/s
ekon)
2theta (derajat)
Hasil XRD Sampel Pertama
Sn(S0,6
Se0,4
)
0 20 40 60 80 100
0
50
100
150
200
250
300
350
3 1
2
3 4
1
2 7
00
8 12 0
2
1 6
02 1
10
0 2
1 4
12
0 0
0 4
1
1 1
11
0 1
0 2
11
2 0
Inte
nsi
tas
(caca
h/s
eko
n)
2theta (derajat)
Hasil XRD Sampel Kedua
Sn(S0,6
Se0,4
)
Gambar 2. Difraktogram hasil preparasi bahan
Sn(S0,6 Se0,4) dengan temperatur maksimum
550oC (Sampel Pertama).
Gambar 3. Difraktogram hasil preparasi bahan
Sn(S0,6 Se0,4) dengan temperatur maksimum
600oC (Sampel Kedua).
0 20 40 60 80 100
0
100
200
300
400
500
600
700
800
1 6
2
2 5
1
2 5
01 6
0
1 5
11 4
12
1 0
2 0
0
1 1
11
0 1
0 2
1
Inte
nsi
tas
(caca
h/s
eko
n)
2theta (derajat)
Hasil XRD Sampel Ketiga
Sn(S0,6
Se0,4
)
Pada Gambar 2, dapat dilihat bahwa
Sampel Pertama kristal Sn(S0,6 Se0,4) dengan
alur pemanasan 1 mempunyai 19 puncak-
puncak tertinggi. Gambar 3 terlihat bahwa
Sampel Kedua kristal Sn(S0,6 Se0,4) dengan alur
pemanasan 2 mempunyai 52 puncak-puncak
tertinggi. Berdasarkan Gambar 4, dapat dilihat
bahwa Sampel Ketiga kristal Sn(S0,6 Se0,4)
dengan alur pemanasan 3 mempunyai 33
puncak-puncak tertinggi.
0 20 40 60 80 100
0
2000
4000
6000
8000
10000
Inte
nsita
s (
ca
ca
h/s
eko
n)
2theta (derajat)
Hasil XRD Sampel Pertama Sn(S0,6
Se0,4
)
Hasil XRD Sampel Kedua Sn(S0,6
Se0,4
)
Hasil XRD Sampel Ketiga Sn(S0,6
Se0,4
)
Gambar 5 merupakan gambar
difraktogram gabungan sampel pertama,
sampel kedua dan sampel ketiga. Dalam
gambar tersebut terlihat bahwa puncak-puncak
difraksi yang muncul tidak terlalu berbeda,
hanya saja terlihat bahwa hasil difraktogram
sampel pertama mempunyai nilai intensitas
yang lebih tinggi dibandingkan dengan sampel
kedua dan sampel ketiga.
Data difraktogram hasil analisis XRD
tersebut kemudian dibandingkan dengan
JCPDS sehingga dapat diketahui indeks miller
dari setiap puncak yang sesuai. Dengan nilai
sudut 2 dan indeks miller (hkl) yang telah
diketahui, maka dapat dihitung nilai parameter
kisi kristal Sn(S0,6 Se0,4) menggunakan
perhitungan metode Coheen. Dengan
perbandingan data XRD dengan JCPDS, maka
dapat diketahui bahwa kristal Sn(S0,6 Se0,4)
yang terbentuk mempunyai struktur kristal
orthorhombik. Sistem kristal orthorhombik
memiliki parameter kisi a b c; = = =
90. Nilai parameter kisi a, b dan c serta
perbandingan dengan JCPDS dapat dilihat pada
Tabel 1.
Tabel 1. Perbandingan parameter kisi kristal
Sn(S0,6 Se0,4) Sampel Pertama, Sampel Kedua
dan Sampel Ketiga dengan menggunakan
metode analitik.
Para
meter
Kisi
Sampel
Pertama
Sampel
Kedua
Sampel
Ketiga
JCPDS
SnS
a () 4,37957 4,41112 4,38875 4,3291
b () 11,20715 11,4355
2
11,3224
3
11,192
3
c () 4,03913 4,02228 4,02547 3,9838
Berdasarkan Tabel 1 tersebut dapat
diketahui bahwa nilai parameter kisi kristal
Sn(S0,6 Se0,4) sampel pertama, sampel kedua
dan sampel ketiga dengan nilai JCPDS SnS
hampir sama. Hal ini dikarenakan pergeseran
sudut difraksi ketiga sampel yang cukup kecil,
sehingga perbedaan parameter kisinya juga
kecil. Berdasarkan nilai parameter kisi kristal
Gambar 4. Difraktogram hasil preparasi bahan
Sn(S0,6 Se0,4) dengan temperatur maksimum
500oC (Sampel Ketiga).
Gambar 5. Difraktogram gabungan hasil
preparasi bahan Sn(S0,6 Se0,4) dengan metode
Bridgman (Sampel Pertama, Kedua dan Ketiga).
dan nilai intensitas kristal yang telah
didapatkan, maka sampel pertama lebih baik
dibandingkan sampel kedua dan sampel ketiga
karena nilai parameter kisinya lebih mendekati
dari acuan JCPDS nilai intensitas
maksimumnya pada hasil data karakterisasi
XRD. Sampel Pertama ini dipanaskan dengan
temperatur maksimum 550oC.
b. Karakterisasi Struktur Kristal dengan
Scanning Electron Microscopy (SEM).
Hasil dari SEM berupa foto permukaan
dari kristal yang terbentuk. Dari hasil foto ini
dapat diketahui tingkat homogenitas kristal
yang terbentuk. Berikut Gambar 6 yang
merupakan gambar hasil karakterisasi
permukaan ingot sampel pertama Sn(S0,6 Se0,4)
dengan perbesaran 450X dan 7000X.
Gambar 7 merupakan gambar hasil
karakterisasi permukaan ingot sampel ketiga
Sn(S0,6 Se0,4) dengan perbesaran 600X, 4000X,
20000X dan 40000X.
Berdasarkan Gambar 6, yaitu foto
mofologi untuk sampel pertama tersebut
terlihat homogenitas dari kristal Sn(S0,6 Se0,4)
yang terbentuk. Pada Gambar 6 (a) telihat
bahwa butiran-butiran (grain) yang telah
terbentuk dan seragam yang tersebar dengan
teratur. Gambar 6 (b) bahwa bentuk grain yang
muncul pada permukaan kristal tersebut
bervariasi dan memiliki kisaran ukuran 3,89
m - 10,2 m. Sedangkan pada Gambar 7 (a)
juga sudah terlihat homogenitas dari kristal
Sn(S0,6 Se0,4) yang tersebar dan tersusun secara
teratur. Gambar 7 (b) butiran terlihat lebih jelas
dan terdapat rongga-rongga dalam susunan
butiran tersebut yang berukuran kisaran 0,5 m
- 1 m. Dari Gambar 7 (c) Merupakan
permukaan dari salah satu grain yang rata
namun masih trdapat bongkahan-bongkahan.
Sedangkan pada Gambar 7 (d) permukaan
tersebut dan bongkahan-bongkahannya terlihat
lebih jelas, dalam permukaan tersebut terlihat
seperti terdapat retakan-retakan.
c. Karakterisasi Struktur Kristal dengan
Energy Dispersive Analysis X-Ray
(EDAX).
(a) (b)
Gambar 6. Foto morfologi permukaan kristal
sampel pertama Sn(S0,6 Se0,4) hasil SEM dengan (a)
Perbesaran 450 X, (b) Perbesaran 7000X
(a) (b)
(c) (d)
Gambar 7. Foto morfologi permukaan kristal
sampel ketiga Sn(S0,6 Se0,4) hasil SEM dengan
(a) Perbesaran 600 X, (b) Perbesaran 4000X,
(c) Perbesaran 20000X, (d) perbesaran 40000X
Hasil EDAX berupa grafik hubungan
antara intensitas dengan energi yang
menyatakan hasil spektrum energi sinar-x
karakteristik dari bahan sampel yang
dikarakterisasi. Energi karakteristik sinar-X
tersebut yang menunjukkan komposisi kimia
yang terkandung dalam kristal Sn(S0,6 Se0,4).
Hasil karakterisasi menggunakan EDAX
ditunjukkan pada Gambar 8 dan 9 berikut:
Berdasarkan hasil karakterisasi EDAX
preparasi kristal yang ditunjukkan pada
Gambar 8 dan Gambar 9, diperoleh komposisi
kimia dari ingot kristal Sn(S0,6 Se0,4)
mengandung unsur Stannum (Sn), Sulfur (S)
dan Sellenium (Se). Perbandingan persentase
komposisi kimia bahan dasarnya dengan
molaritas unsur kristal Sn(S0,6 Se0,4) dapat
dilihat pada Tabel 2 berikut:
Tabel 2. Perbandingan persentase
komposisi kimia bahan dengan molaritas unsur
Sn, S dan Se pada kristal Sn(S0,6 Se0,4).
Sampel Pertama
Komposisi Kimia
Unsur (%)
Molaritas
Unsur
Sn S Se Sn S Sn
53,7 10,9 35,5 1 0,2 0,7
Sampel Ketiga
Komposisi Kimia
Unsur (%)
Komposisi
Kimia Unsur
(%)
Sn Sn Sn Sn Sn Sn
62,0
6
62,0
6
62,0
6
62,
06
62,
06
62,
06
Berdasarkan Tabel 2, dapat diketahui
bahwa komposisi kimia unsur kristal Sn(S0,6
Se0,4) untuk sampel pertama, yaitu Sn = 53,7
%; S = 10,9 % dan Se = 35,5 % dan memiliki
perbandingan molaritas 1 : 0,2 : 0,7. Pada
sampel ketiga, yaitu Sn = 62,06 %; S = 21,26 %
dan Se = 16,67 % dan memiliki perbandingan
molaritas 1 : 0,3 : 0,2. Sedangkan perbandingan
molaritas Sn : S : Se pada kristal Sn(S0,6 Se0,4)
secara teori adalah 1 : 0,6 : 0,4. Hasil
karakterisasi EDAX tersebut menunjukkan
bahwa terjadi perubahan komposisi atom S dan
Se. Hal ini disebabkan karena beberapa faktor,
diantaranya pada saat memasukkan bahan-
bahan sampel ke dalam tabung pyrex terdapat
bahan-yang menempel pada diniding tabung,
dan sehingga massanya tidak sama dengan
massa saat ditimbang. Faktor lainnya adalah
kurang vakumnya tabung pyrex yang berisi
bahan paduan tersebut pada saat proses
pemvakuman, sehingga masih terdapat
beberapa unsur yang masuk dan kebolehjadian
partikel terhambur tidak sama antar material
Gambar 8. Grafik hubungan antara intensitas
dengan energi hasil karakterisasi EDAX kristal
sampel pertama Sn(S0,6 Se0,4)
Gambar 9. Grafik hubungan antara intensitas
dengan energi hasil karakterisasi EDAX kristal
sampel ketiga Sn(S0,6 Se0,4)
satu dengan material yang lain yang bergantung
pada energi ikat maupun temperaturnya dan
karena kurang meratanya peleburan paduan
bahan dasar pada saat proses pemanasan.
Dalam penelitian ini terdapat beberapa
keterbatasan, diantaranya pada saat
memasukkan sampel ke dalam tabung pyrex
kurang lurus horizontal sehingga bahan-bahan
tersebut menempel pada dinding tabung. Selain
itu, saat proses pemecahan ingot kristal ada
serpihan kaca dari ingot tersebut yang ikut
tercampur ke dalam padatan sampel yang telah
dikeluarkan dari tabung, sehingga ikut tergerus
pada saat proses penggerusan.
KESIMPULAN
1. Kristal Sn(S0,6 Se0,4) yang diperoleh
dengan metode Bridgman pada Sampel
Ketiga, yaitu dengan alur pemanasan
dengan temperatur maksimum 500oC
mempunyai kualitas kristal yang lebih baik
dibandingkan dengan kristal Sn(S0,6 Se0,4)
Sampel Pertama dan Sampel Kedua yang
dipanaskan dengan temperature
maksimum 600oC dan 550
oC. Hal ini
berdasarkan kesesuaian data parameter kisi
a, b dan c dengan data JCPDS dan nilai
intensitas maksimumnya sebagai hasil dari
karakterisasikristal menggunakan XRD.
2. Berdasarkan hasil analisis karakterisasi
XRD, struktur kristal Sn(S0,6 Se0,4) yang
terbentuk mempuyai struktur
orthorhombik. Berdasarkan perhitungan
metode analitik, nilai parameter kisi untuk
kristal Sn(S0,6 Se0,4) Sampel Pertama yang
dipanaskan dengan temperatur maksimum
550 oC adalah a = 4,37957 , b =
11,20715 dan c = 4,03913 . Untuk
kristal Sn(S0,6 Se0,4) Sampel Kedua yang
dipanaskan dengan temperatur maksimum
600 oC adalah a = 4,41112 , b =
11,43552 dan c = 4,02228 . Sedangkan
untuk kristal Sampel Ketiga yang
dipanaskan sampai temperatur maksimum
500 oC adalah a = 4,38875 , b =
11,32243 dan c = 4,02547 .
3. Hasil karakterisasi SEM pada struktur
kristal Sn(S0,6 Se0,4) yang terbentuk,
menunjukkan bahwa struktur morfologi
permukaan kristal Sn(S0,6 Se0,4) sudah
terbentuk dengan homogen, sudah
terlihat bentuk dari butiran (grain) pada
permukaan yang seragam dan tersebar
secara teratur yang kisaran berukuran
3,89 m 10,2 m untuk sampel
pertama dan kisaran 0,5 m - 1 m untuk
sampel ketiga. Namun terdapat rongga-
rongga dalam permukaan tersebut.
4. Berdasarkan hasil karakterisasi EDAX,
pada struktur kristal Sn(S0,6 Se0,4) yang
terbentuk, memiliki perbandingan
presentase komposisi kimia komposisi
kimia unsur, yaitu unsur Sn = 53,7 %; S
= 10,9 % dan Se = 35,5 % dan memiliki
perbandingan molaritas Sn : S : Se = 1 :
0,2 : 0,7 untuk sampel pertama.
Sedangkan perbandingan presentase
komposisi kimia komposisi kimia unsur
Sn = 62,06 %; S = 21,26 % dan Se =
16,67 %. dan memiliki perbandingan
molaritas Sn : S : Se = 1 : 0,3 : 0,2 untuk
sampel ketiga.
DAFTAR PUSTAKA
Fajar Marwanto. (2012). Pengaruh Perbedaan
Temperatur Kristalisasi Terhadap
Karakteristik Bahan Semikonduktor
Pb(Se0,2Te0,8) Hasil Preparasi dengan
Metode Bridgman. Yogyakarta:
Universitas Negeri Yogyakarta.
Goetzberger, A; Hebling, C. Solar Energy
Materials and Solar Cell, 62 (2000) p.l
Kukuh Aji Suryo. (2011). Pengaruh Jarak
Sumber Cadmium Sulfida (CdS)
dengan Substrat Pada Preparasi
Lapisan Tipis Cadmium Sulfida (CdS)
dengan Teknik Close Spaced Vapor
Transport (CSVT). Skripsi.
Yogyakarta: Universitas Negeri
Yogyakarta.
.
http://www.webelements.com/SnS/. Diakses
pada tanggal 12 Februari 2013 pukul
11.49 WIB.
http://www.webelements.com/SnSe/. Diakses
pada tanggal 12 Februari 2013 pukul
11.48 WIB.