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, dwiratnasaridewi21@gmail.com

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.