MgTiO3 Thin Films Synthesis by Sol Gel Method

Abstract

Telah dilakukan sintesa lapisan tipis MgTiO3 dengan menggunakan metode Sol Gel. Lapisan tipis MgTiO3 dibuat dengan mencampurkan TiO dan MgSO4 sebagai prekursor. Larutan ini kemudian diaduk selama 1 jam agar campuran menjadi homogen dengan menggunakan magnetic stirrer. Lapisan tipis MgTiO3 dipanaskan dengan variasi suhu mulai dari 300, 400, 500 dan 60oC selama 1 jam. Berdasarkan hasil pengujian XRD menunjukkan bahwa pada suhu 300 - 500oC nilai ukuran butir kristal semakin besar, sementara pada suhu 600oC ukuran butir kristal mengecil. Struktur kristal yang terbentuk dari lapisan tipis MgTiO3 adalah rutil. Hasil SEM menunjukkan lapisan MgTiO3 terdeposisi dengan baik yang ditunjukkan dengan tidak munculnya retakan pada permukaan lapisan serta terdapat adanya pori yang terbentuk dan ketebalan lapisan tipis MgTiO3 berkisar antara 1,67 – 1,79 µm. Hasil pengujian UV-Vis menunjukkan suhu pemanasan mempengaruhi turunnya nilai band gap. Semakin tinggi suhu pemanasan semakin kecil band gap yang dihasilkan, yaitu pada suhu 300oC bernilai 3,22 eV dan pada suhu 600oC bernilai 3,02 eV. MgTiO3 thin films synthesis has been done using Sol Gel method. The MgTiO3 thin films is made by mixing TiO and MgSO4 as precursors. This solution is then stirred for 1 h to have homogeneous mixture by using a magnetic stirrer. The MgTiO3 thin films is heated with temperature variations range of 300, 400, 500 and 600°C for 1 h. Based on XRD test showed that at 300 - 500 oC value of crystalline grain size was increased, while at 600oC the size of crystal grains decreased. The crystalline structure formed from a thin films of MgTiO3 is rutile. The SEM results show a well-deposited MgTiO3 films which is indicated by the absence of cracks on the surface of the coating and there is a pore formed and the thickness of the MgTiO3 thin films range of 1.67 to 1.79 μm. UV-Vis test show that the heating temperature affects the decrease in band gap value. The higher the heating temperature give the smallerof band gap, ie at a temperature of 300oC worth 3.22 eV and at a temperature of 600oC worth 3.02 eV, respectively. Keywords: MgTiO3 thin films, Sol Gel, XRD, SEM, UV-Vis. DAFTAR PUSTAKA Angela, R., dan Pratapa, S. 2012. Sintesis MgTiO3 dengan Variasi Temperatur Kalsinasi Menggunakan Metode Pencampuran Larutan. Jurnal Sains dan Seni ITS Vol. 1, ISSN: 2301-928X Basitoh D., Is Fatimah., and Tatang S. J. Penggunaan Ekstrak Pigmen Kulit Buah Manggis (Garnicia mangostana) Sebagai Zat Peka Cahaya TiO2-Montmorillonit Dalam Dye-Sensitized Solar Cell (DSSC). FMIPA. Universitas Islam Indonesia. Yogyakarta. Badawy M.I., Souaya E.M.R., Gad-Alah T.A., Abdel-Wahde M.S., Ulbricht M. 2013. Fabrication of Ag/TiO2 Photocatalytic for the treatment of simulated hospital wastewater under sunlight. Enviromental Progress and Sustainable Energy.33 (3), 886-894. Chao W-S., Ting C-C., 2010. Experimental Study On Reversal Structure Of Photoelectrode In Dsscs. Proceedings of the ASME 2010 International Mechanical Engineering Congress & Exposition IMECE2010 Vancouver, British Columbia, Canada IMECE2010-38497 Dadi, R., 2014. Pembuatan Sel Surya TiO2 Nanokristal Berbahan Dasar Anthocyanin Sebagai Material Dye, Prosiding Pertemuan Ilmiah XXVIII HFI Jateng & DIY, Yogyakarta, ISSN : 0853-0823. Gratzel, M. (2003). “Review: Dye Sensitized Solar Cells”, Journal of Photochemistry and Photobiology C: Photochemistry Reviews, Vol. 4, hal. 145– 153. Green, Martin A.1982. Solar Cell Operating Principles Technology And System Application”prenticell Hall, Inc Evylewood Cliffs N,J. Hardeli, Suwardani, Riky, Fernando, T., Maulidis, dan Ridwan, S. 2013. Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) Berbasis Nanopori TiO2 Menggunakan antosianin dari Berbagai Sumber Alami. Prosiding Semirata FMIPA Universitas Lampung. Helga, D. F., Samsidar, Faizar, F., Heriyanti, Sampe Napitupulu, dan Sarina, P, 2015. Disain Prototipe Sel Surya DSSC (Dye Sensitized Solar Cell) Lapisan Grafit/TiO2 Berbasis Dye Alami, Prodi Fisika dan Prodi Kimia, FST, Universitas Jambi. Heriyanti, S., 2006, Kajian Sensitisasi Lapis Tipis TiO2 oleh Zat Warna Alami untuk Sel Surya Berbasis Sensitiser Zat Warna, Skripsi, FMIPA UGM, Jogjakarta. Ludin, N.A., dkk. 2014. Review on The Development of Nature Dye Photosensitizer for Dye Sensitized Solar Cell. Renewable and Suinable Energy, 386-396. Linsebigler, A.L., Lu, G. Dan Yates, J.T., 1995, Photocatalysis on TiO2 Surface:Principles, Mechanism and Selected Results, Chem. Rev., 95, 735-758. Maya, S., Widya, K., Drs. Gontjang, P, M.Si.,2012. Studi Awal Fabrikasi Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) Dengan Menggunakan Ekstraksi Daun Bayam Amaranthus Hybridus l.) Sebagai Dye Sensitizer Dengan Variasi Jarak Sumber Cahaya Pada DSSC, Jurusan Fisika, FMIPA Institut Teknologi Sepuluh Nopember Mulyadi, T. 2015. Pengertian, Ciri, dan Sifat magnesium. http://budisma.net/2015/02/pengertian-ciridan-sifat-magnesium.html (Tanggal akses, 26 Februari 2015) Nam, T. V., Trang, N. T., and Cong, B. T. 2012. Mg-Doped TiO2 for Dye-Sensitized Solar Cell: An Elektronic Structure Study. Proc. Natl. Conf. Theor. Phys. 37, pp. 233-234. O’Regan dan Gratzel, 1991, A Low Cost, High Eficiency Solar Cell Based On Dye Sensitized Coloidal TiO2 film, Nature, 737740. Ratnasari, D., Hermanihadi, S., Indriyanto, W., Fathony, A., Devi WH. F., Agung R, P. dan Amin Rais, Y. 2009. Tugas Kimia Fisika X-Ray Diffraction (XRD), Surakarta: FT UNS. Slamet, Syakur R dan Danumulyo W. 2003. Pengolahan Limbah Logam Berat Chromium (VI) Dengan Fotokatalis TiO2. Makara, Teknologi, 7 (1): 27-32. Smestad and Gratzel M. 1998. Demonstrating Electron Tranfer and Nanotechnology; A Natural Dye-Sensitized Nanocristallin Energy Converter. J, Chem.Educ. 75,752756. Suhartatik, N., Karyantina, M., Mustofa, A., Cahyanto, M. N., Raharjo, S., Rahayu, E. S. 2013. Stabilitas Ekstrak Antosianin Beras Ketan Hitam (Oryza sativa glutinosa) selama Proses Pemanasan dan Penyimpanan. Jurnal Agritech Vol. 33, No. 4, Yogyakarta. Septina, W., Fajarisandi, D., Aditia, M. Pembuatan prototip solar cell dengan bahan organik-inorganik (dye sensitized solar cell). Laporan Akhir Penelitian Bidang Energi, Penghargaan PT. Rekayasa Industri (2007) Vlanck, V, Lawrence. 2004. Elemen-elemen Ilmu dan Rekayasa Material Edisi Ke-6. Jakarta: Erlangga. Wulandari, H., 2008. Performa Sel Surya Tersensitasi Zat Pewarna (DSSC) Berbasis ZnO Dengan Variasi Tingkat Pengisian dan Besar Kristalit TiO2, Skripsi, Jurusan Teknik Metalurgi dan Material, Fakultas Teknik Universitas Indonesia. Xu, Shi, Fan, Dong, Shi, dan Hu. 1999. Effects of Particle Size of TiO2 on Photocatalytic Degradation of Methylene Blue in Aqueous Suspensions. Chemical Reviews, (38): 373379. Yuwono, A. H., Munir, B., Ferdiansyah, A., Rahman, A., dan Handini, W. 2010. Dye Sensitized Solar Cell with Conventionally Annealed and Post- Hydrothermally Treated Nanocrystalline semiconductor Oxide TiO2 Derived from Sol-gel Process. Jurnal Makara Teknologi, Vol. 14, No. 2 Zamrani R.A., dan Gontjang P., 2013. Pembuatan Dan Karakterisasi Prototipe Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) Menggunakan Ekstraksi Kulit Buah Manggis Sebagai Dye Sensitizer Dengan Metode Doctor Blade, Jurnal Sains Dan Seni Pomits Vol. 1, No.2, 2301-928X.