lapak fiks
TRANSCRIPT
-
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