Studi proses sintesis serbuk nano ZnO beserta karakterisasi

Abstract

Studi pembuatan beserta karakterisasi serbuk ZnO berukuran sub-nano telah berhasil dilakukan. Penelitian ini dilakukan untuk membuat lapisan tipis ZnO yang berasal dari serbuk ZnO yang disintesis menggunakan metode sol-gel pada bersuhu rendah (150°C). Selain itu penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh proses pencucian ketika sintesis, yang berkaitan dengan keberhasilan dalam pembentukan kristal ZnO pada temperatur rendah. Untuk mengetahui sifat optik, morfologi serta struktur dari serbuk ZnO, dilakukan beberapa karakterisasi menggunakan spektroskopi UV-Vis, spektroskopi FTIR, spektroskopi fotoluminesensi (PL), scanning electron microscopy (SEM), tunnelling electron microscopy (TEM) dan difraksi sinar-X (XRD). Berdasarkan spektrum absorbansi dan fotoluminesensi, energi gap nanopartikel ZnO sekitar 3,25 eV. Puncak emisi yang teramati pada panjang gelombang daerah ultra-violet (381 nm) berkaitan dengan nilai energi gap. Sedangkan puncak emisi pada daerah hijau-kuning menunjukkan defect berupa oxygen vacancy dan surface trap. Hasil karakterisasi FTIR, ikatan Zn-O telah terbentuk dan mendominasi, meskipun masih adanya keberadaan gugus karbonil yakni ikatan C=O dan ikatan C-O. Hal tersebut kemungkinan besar berkaitan dengan proses pemanasan yang hanya mencapai 150°C. Sedangkan, kemurnian tinggi dimiliki film tipis yang ditandai dengan ketidakberadaannya gugus karbonil pada spektrum FTIR dan hanya menyisakan gugus Zn-O saja. Berdasarkan karakterisasi SEM dalam bentuk film tipis, ukuran partikel yang dapat teramati berkisar 50 nm. Sedangkan berdasarkan hasil pengukuran menggunakan TEM pada serbuk ZnO, ukuran partikel terkecil berkisar 15 nm. Berdasarkan hasil karakterisasi XRD, serbuk nano dan lapisan tipis ZnO memiliki struktur kristal hexagonal wurtzite. Berdasarkan dari hasil penelitian ini diketahui bahwa proses sintesis dengan pemanasan suhu rendah dapat menghasilkan serbuk ZnO berukuran nano, yang selanjutnya dapat dibuat dalam bentuk lapisan tipis ataupun sesuai dengan kebutuhan aplikasi.