Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

Abstrak :
Seng oksida (ZnO) merupakan material semikonduktor dengan aplikasi yang sangat luas dalam berbagai bidang seperti elektronik, optoelektronik, fotokatalisis, hingga biomedis. Salah satu aplikasi yang marak diteliti saat ini adalah penggunaan ZnO sebagai lapisan anoda untuk sel surya tersensitasi zat pewarna (dye-sensitized solar cell, DSSC). Dalam pembuatan sel surya, kondisi morfologi natural lapisan semikonduktor oksida sangat berpengaruh pada interaksi penyerapan cahaya. Bentuk morfologi yang baik adalah struktur one-dimensional (1D) yang tersusun secara paralel dan melekat secara vertikal pada substrat kaca konduktif. Akan tetapi, struktur ini tidak mudah didapat pada sintesis dengan metode kimiawi basah. Pertumbuhan nanostruktur dengan arah yang tidak terorientasi akan mengakibatkan rendahnya kristalinitas dan energi celah pita (Eg) yang tinggi. Hal ini dapat menyebabkan rendahnya kemampuan penyerapan zat pewarna (dye) yang memberikan hasil DSSC dengan efisiensi rendah. Pada penelitian ini, dilakukan sintesis nanostruktur ZnO di atas substrat kaca konduktif dengan bahan dasar seng nitrat tetrahidrat (Zn(NO3)2.4H2O, Zn-nitrat) dan heksametilentetraamin (C6H12N4, HMTA). Untuk meningkatkan kestabilan lapisan ZnO di atas substrat, dilakukan penempelan lapisan bibit terlebih dahulu dengan menggunakan metode spin-coating. Lapisan bibit ini dibuat dengan menggunakan larutan yang disintesis pada suhu 0oC. Setelah proses spin-coating, lapisan nanostruktur ZnO ditumbuhkan dengan menggunakan metode chemical bath deposition (CBD). Untuk meningkatkan kristalinitas nanostruktur ZnO, dilakukan proses pasca-hidrotermal, yang terbagi menjadi 2 variasi. Pada variasi pertama, reaksi dilakukan dalam reaktor hidrotermal pada 150oC selama 3 jam. Pada variasi kedua, reaksi dilakukan dalam reaktor tertutup dengan penambahan gas nitrogen (N2) 1 bar pada suhu 100oC selama 1 jam. Hasil penelitian menunjukkan bahwa perlakuan pasca-hidrotermal, menhasilkan lapisan nanostruktur ZnO dengan kristalinitas yang lebih tinggi, ditandai dengan intensitas puncak difraksi yang lebih tajam dibandingkan dengan ZnO hasil as-synthesized. Naiknya kristalinitas tersebut selanjutnya memicu penurunan energi celah pita (Eg) sehingga lapisan nanostruktur ZnO dapat menyerap cahaya pada panjang gelombang yang lebih besar. Selain itu, morfologi yang yang terlihat dari hasil SEM juga menunjukkan perbaikan setelah proses pasca-hidrotermal. Hal ini terlihat orientasi nanostruktur ZnO yang semula tidak beraturan menjadi tegak vertikal. Dalam penelitian ini, diketahui bahwa perbedaan kondisi pasca-hidrotermal menghasilkan pertumbuhan nanostruktur dengan bentuk yang berbeda. Pada variasi pertama, didapat hasil sintesis berupa nanorods ZnO, sedangkan variasi kedua menghasilkan nanorods dan nanotubes ZnO. Nanostruktur ZnO di atas substrat kaca konduktif yang telah dihasilkan selanjutnya digunakan sebagai lapisan anoda pada DSSC. Pada penelitian ini, terlihat bahwa perbedaan variasi proses pasca-hidrotermal mempengaruhi kemampuan penyerapan warna (dye loading). Anoda yang dihasilkan dari proses pasca-hidrotermal yang menggunakan penambahan gas N2 mampu menyerap za pewarna lebih banyak. Hal ini diduga disebabkan oleh adanya struktur nanotubes yang memiliki pori/rongga. Namun demikian, efisiensi tertinggi diraih oleh anoda setelah perlakuan pasca-hidrotermal tanpa gas N2, yaitu sebesar 0,12%. Nilai ini bersesuaian dengan ukuran kristalit yang paling stabil dan energi celah pita paling rendah yang didapat dari perhitungan. Pada penelitian, diameter kristalit dan energi celah pita pada sampel dengan efisiensi tertinggi adalah sebesar ~18 nm dan 3,17 eV.

---

Zinc oxide (ZnO) is a semiconductor material with a very broad application in many fields, such as electronics, optoelectronic, photocatalyst, and biomedicine. One application that widely examined nowadays is its use as an anode layer for dye-sensitized solar cells (DSSC). In solar cells fabrication, the nature of morphological conditions of the oxide semiconductor layer greatly affect the interaction of light absorption. Good morphology is a one-dimensional structure (1D) arranged in parallel and attached vertically on a conductive glass substrate. However, this structure is not easily obtained in the synthesis via wet chemical method. Nanostructures with non-oriented growth will result in lower crystallinity and higher band gap energy (Eg) is high. This can lead to low dye absorption that results in DSSC with low efficiency. In this study, synthesis of ZnO nanostructures on a conductive glass substrate was carried out using zinc nitrate tetrahydrate (Zn(NO3)2.4H2O, Zn-nitrate) and heksametilentetraamin (C6H12N4, HMTA) at 0oC. To improve the stability of ZnO layer on the substrate, seeding layers were attached using spin-coating method. After the spin-coating process, the seeding layers were grown using chemical bath deposition (CBD). To improve the crystallinity of nanostructured ZnO, post-hydrothermal process was performed afterward. This process was divided into two variations. In the first variation, the reaction is carried out in a hydrothermal reactor at 150oC for 3 hours. While in the second variation, the reaction is carried out in a closed reactor with the addition of 1 bar nitrogen gas (N2) at 100° C for 1 hour. The results showed that post-hydrothermal treatment had improved the ZnO nanostructures layer. The diffraction peaks were sharper than the as-synthesized ZnO nanostructure, indicating higher crystallinity. As a consequence, the band gap energy would be lowered. In addition, the morphology also showed improvement in the nanostructures orientation after a post-hydrothermal process. In this research, the difference in the post-hydrothermal conditions generated different shapes of ZnO nanostructures. The first variation resulted ZnO nanorods, while the second variation produced ZnO nanorods and nanotubes. In this study, it appeared that post-hydrothermal process variations affected the dye loading capacity of the ZnO nanostructure layers. When used as anodes in DSSC, the layer obtained from post-hydrothermal process using N2 gas additions showed a higher dye absorption. The presence of nanotubes structure was assumed to gave this contribution, since this structure had pores / cavities that could absorbed more dyes. However, the highest efficiency achieved by the anode after post-hydrothermal treatment without N2 gas, with the value of 0.12%. This corresponded with the most stable crystallites size and lowest band gap energy obtained from the calculation. In the study, the crystallites size and the band gap energy of this sample were given as ~ 18 nm and 3.17 eV.

Abstrak :
Nanotubes mendapat perhatian yang sangat besar karena memiliki rasio luas permukaan yang tinggi, hal ini penting dalam aplikasinya sebagai elektroda Dye Sensitized Solar Cell (DSSC). Pada penelitian ini telah difabrikasi nanotubes TiO2 melalui teknik hidrotermal standar dimana serbuk nano TiO2 P25 Degussa dilarutkan pada larutan alkalin sodium hidroksida berkonsentrasi tinggi di dalam otoklaf tersegel. Untuk meningkatkan nanokristalinitas, dilakukan sebuah modifikasi dimana proses anil konvensional dikombinasikan dengan pasca hidrotermal. Detail struktur, morfologi dan kristalinitas diuji dengan XRD, spektroskopi Raman, SEM dan TEM, sedangkan sifat optik dari nanotubes diinvestigasi dengan spektroskopi UV-Vis. Hasil investigasi menunjukkan bahwa dengan memberikan kombinasi anil konvensional dan pasca hidrotermal pada nanotubes, nanokristalinitas dapat ditingkatkan secara signifikan pada saat yang sama integritas struktur hollow tetap terjaga. Untuk sampel nanotube yang sebelumnya diberikan anil 150°C, ukuran kristalit anatase bertambah dari 6,93 sampai 7,82 nm setelah perlakuan pasca hidrotermal 80-150°C. Peningkatan nanokristalinitas lebih besar ditunjukkan ketika temperatur anil dinaikkan sampai 300°C kemudian dilanjutkan pasca hidrotermal yang sama, menghasilkan peningkatatan ukuran kristalit mulai dari 17,20 sampai 18,30 nm. Energi celah pita yang dihasilkan nanotubes berbanding terbalik dengan ukurun kristalit, dimana nilai terendah sebesar 3,19 eV didapatkan dari ukuran kristalit terbesar yaitu 18,30 nm. Nanotubes ini juga memberikan sirkuit tegangan terbuka pada DSSC hasil fabrikasi sebesar 108 mV. ......TiO2 nanotubes have attracted extensive attention because it has a high surface area to volume ratio, which is important for its application as electrodes in dye sensitized solar cells (DSSC). In this study, TiO2 nanotubes have been fabricated through a standard hydrothermal technique where TiO2 P25 Degussa nanopowder was dissolved in highly concentrated alkaline solution of sodium hydroxide (NaOH) in a sealed autoclave. For nanocrystallinity improvement, a modification route was carried out where the conventional annealing process was combined with post-hdyrothermal treatment. The detail of the structure, morphology and crystallinity of the resulting nanotubes were examined by XRD, Raman spectroscopy, SEM and TEM, while the optical properties of nanotubes was investigated by UV-visible spectroscopy. The result of investigation showed that by subjecting the nanotubes to the combined treatment of annealing and post-hydrothermal, the nanocrystallinity of nanotubes can be enhanced significantly while the integrity of the hollow structure can be well-maintained. For the nanotube sample which has been previously annealed at 150°C, the crystallite size of anatase TiO2 in nanotubes increased from 6.93 to 7.82 nm after being subjected to post-hydrothermal treatment at 80 to 150°C. Further improvement in nanocrystallinity was obtained when the temperature of annealing process was raised up to 300°C prior to the same post-hydrothermal procedure, resulting in nanocrystallite size enhancement from 17.20 to 18.30 nm. The band gap energy of the resulting nanotubes is inversely proportional to the crystallite size of anatase phase where the lowest value of 3.19 eV was obtained from the nanotube sample with a biggest crystallite size of 18.30 nm. This nanotube also provided the highest open circuit votage in the fabricated DSSC of 108 mV.

Abstrak :
Sebuah penelitian mengenai pembuatan nanopartikel SnO2 dengan menggunakan prekursor lokal SnCl4 ­ hasil produksi sumber alam Indonesia telah berhasil dilakukan melalui metode hidrotermal dan pasca-hidrotermal. Sintesis nanopartikel SnO2 dilakukan dengan variasi waktu hidrotermal selama 4, 6, 8, dan 10 jam dilanjutkan dengan perlakuan pasca-hidrotermal yang sama selama 8 jam untuk semua sampel. Metode karakterisasi yang dilakukan adalah difraksi sinar-x (XRD), spektroskopi UV-Vis, dan mikroskop pemindai elektron (SEM). Dari hasil penelitan didapatkan bahwa dengan bertambahnya waktu hidrotermal dari 4 hingga 10 jam menyebabkan penurunan ukurankristalit SnO2 dari 29,11 nm menjadi 27,03 nm. Perlaukan pasca-hidrotermal yang menggunakan uap air bertekanan tinggi telah berhasil meningkatkan ukuran kristalit dari proses hidrotermal sebelumnya menjadi 95,89; 69,57; 63; 56; 46,16 nm. Hasil pengukuran energi celah pita (bandgap energy) memberikan nilai sebesar 1,92; 3,9; 3,81; dan 4,12 eV bagi keempat sampel nanopartikel dengan waktu hidrotermal 4, 6, 8, dan 10 jam tersebut dan setelah perlakuan pasca-hidrotermal diperoleh nilai sebesar 3,59; 3,74 ; 3,63; dan 3,81 eV bagi sampel-sampel tersebut. Meningkatnya waktuhidrotermal dari 4 hingga 10 jam juga telah menurunkan diameter rata-rata nanopartikel SnO2 dari 952,27 nm menjadi 561,78 nm, dan perlakuan pasca-hidrotermal menghasilkan penurunan lebih lanjut hingga 271,18 nm disertai dengan distribusi ukuran partikel yang semakin lebar. ......A study on the manufacture of SnO2 nanoparticles using local precursor SnCl4 from Indonesian natural sources has been successfully carried out using hydrothermal and post-hydrothermal methods. The synthesis of SnO2 nanoparticles was processed by varying the hydrothermal time for 4, 6, 8, and 10 hours followed by the same post-hydrothermal treatment for 8 hours for all samples. The characterization methods used were X-ray Diffraction (XRD), UV-Vis Spectroscopy, and Scanning Electron Microscopy (SEM). From the research, it was found that with increasing hydrothermal time from 4 to 10 hours, the crystallite size of SnO2 decreased from 29.11 nm to 27.03 nm. Post-hydrothermal treatment using high pressure steam has succeeded in increasing the crystallite size from the previous hydrothermal process to 95.89; 69.57; 63; 56; 46.16 nm. The results of the bandgap energy measurement give a value of 1.92; 3.9; 3.81; and 4.12 eV for the four samples of nanoparticles with hydrothermal time of 4, 6, 8, and 10 hours and after post-hydrothermal treatment the value was 3.59; 3.74 ; 3.63; and 3.81 eV for these samples. Increasing the hydrothermal time from 4 to 10 hours has also decreased the average diameters of SnO2 nanoparticles from 952.27 nm to 561.78 nm, and post-hydrothermal treatment resulted in a further decrease up to 271.18 nm accompanied by a wider particle size distribution.

Abstrak :
Pada penelitian ini, telah dilakukan sintesis nanopartikel TiO2 melalu proses sol─gel dengan variasi rasio air terhadap prekursor (Rw) yaitu 0.85, 2.00 dan 3.50 selama proses formulasi yang kemudian diikuti perlakukan termal lanjut berupa pengeringan, anil dan pasca-hidrotermal. Karakterisasi XRD dilakukan untuk mengukur besar ukuran kristalit nanopartikel yang dihasilkan. Dari hasil perhitungan, metode pasca-hidrotermal menghasilkan produk dengan ukuran kristalit paling tinggi dibandingkan perlakukan anil dan pengeringan. Ukuran kristalit tertinggi dimiliki sampel Rw = 3.50 cair dengan besar ukuran kristalit 8,566 nm, diikuti Rw = 3.50 gel sebesar 7,614 nm, Rw = 2.00 sebesar 6,853 nm dan Rw = 0.85 sebesar 6,527 nm. Lebih jauh lagi, nanotube TiO2 difabrikasi melalui teknik hidrotermal dengan melarutkan nanopartikel TiO2 hasil perlakuan anil dan serbuk P-25 Degussa ke dalam larutan alkalin sodium hidroksida berkonsentrasi tinggi di dalam otoklaf tersegel. Detil struktur dan morfologi sampel diuji dengan SEM. Hasil investigasi menunjukkan bahwa nanopartikel dengan Rw = 2.00 berhasil dibuat menjadi nanotube dengan diameter 115─269 nm.

---

In this study, TiO2 nanoparticles was synthesized via sol−gel process with various water to inorganic precursor ratio (Rw) of 0.85, 2.00 and 3.50 upon sol preparation, followed with subsequent drying, conventional annealing and posthydrothermal treatments. The resulting nanoparticles were characterized using XRD to measure the crystallite size. On the basis of results obtained, the posthydrothermal resulted TiO2 samples with largest crystallite size in comparison to drying and annealing. The largest crystallite size of hydrothermally treated samples is Rw = 3.50 cair with 8,566 nm, followed by Rw = 3.50 gel with 7,614 nm, Rw = 2.00 with 6,853 nm and Rw = 0.85 with 6,527 nm. Furthermore, nanotube TiO2 have been fabricated through a hydrothermal technique where anneal treated nanopartikel TiO2 sol-gel and P-25 Degussa nanopowder was dissolved in highly concentrated alkaline solution of sodium hydroxide (NaOH) in a sealed autoclave. The detail of the structure and morphology of the resulting nanotubes were characterized using SEM. The result of investigation showed that nanoparticle with Rw = 2.00 can be fabricated became nanotubes with its diameter 155─269 nm.

Abstrak :
Dalam penelitian ini telah dilakukan sintesis nanopartikel ZnO melalui proses presipitasi, diikuti dengan proses pra-hidrotermal, anil, dan proses pascahidrotermal dengan variasi temperatur 80, 100, 120, dan 150°C. Pengaruh variasi temperatur proses pasca-hidrotermal terhadap ukuran kristalit, kristalinitas, dan energi celah pita nanopartikel diteliti dengan karakterisasi difraksi sinar X dan spektroskopi UV-Vis. Peningkatan temperatur proses pasca-hidrotermal dari 80 hingga 150°C mampu meningkatkan ukuran nanopartikel ZnO dari 11.816 menjadi 13.442 nm, serta menurunkan energi celah pita dari 3.085 menjadi 3.070 eV. Nanopartikel ZnO hasil proses pasca-hidrotermal dengan temperatur 150°C mampu menghasilkan ukuran yang kecil (13.442 nm), kristalinitas yang tinggi, dan energi celah pita yang sama dengan ZnO ruah (3.07 eV. ......In this research, ZnO nanoparticles has been synthesized by precipitation method, followed by pre-hydrothermal, annealing, and post-hydrothermal processes with variation in temperature of 80, 100, 120, and 150°C. The effects of the variation in temperature on the crystallite size, crystallinity, and bandgap energy of ZnO nanoparticles have been investigated by X-Ray Diffraction and UV-Vis spectroscopy. The increase in temperatures from 80 to 150°C has enhanced the crystallite size of ZnO nanoparticles from 11.816 to 13.442 nm and decreased the bandgap energy from 3.085 to 3.070 eV. ZnO nanoparticles derived from posthydrothermal process with temperature of 150°C showed the most-enhanced crystallite size of 13.442 nm and the lowest bandgap energy of 3.070 eV, which is the same as the bandgap energy of bulk ZnO.

Abstrak :
Penelitian teknologi nano pada nanopartikel ZnO untuk aplikasi pelabelan sel memiliki potensi yang besar karena kemampuannya dalam mengemisikan warna hijau. Kemampuan emisi warna hijau dapat ditingkatkan dengan meningkatkan kristalinitas dan menurunkan energi celah pita mendekati material ruahnya. Dalam penelitian ini telah dilakukan sintesis nanopartikel dengan teknik presipitasi yang dikombinasikan dengan perlakuan permukaan berupa selubung silika pada permukaan nanopartikel ZnO membentuk ZnO@SiO2 dan perlakuan panas pascahidrotermal dengan variasi temperatur tahan 80, 100, 120, dan 150°C dengan waktu konstan selama 24 jam, secara khusus ditujukan untuk mengetahui pengaruh perlakuan tersebut terhadap ukuran nanopartikel, kristalinitas dan energi celah pita nanopartikel tersebut. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pemberian perlakuan permukaan dan peningkatan temperatur pasca-hidrotermal mampu meningkatkan ukuran kristlit nanopartikel ZnO dari 7.88 menjadi 12.56 nm, serta menurunkan energi celah pita dari 3.223 menjadi 3.156 eV. ......Research on ZnO nanoparticel for cell labeling has great potential due to its ability to emit green light. This ability can be enhanced by improvement its crystallinity and reduction its band gap energy into its bulk (3,07 eV). In the current research, the synthesis of ZnO nanoparticle has been performed, using precipitation technique assisted by surface modification ZnO with silica to form encapsulated silica (ZnO@SiO2) and post-hydrothermal treatment with various holding temperature of 80, 100, 120, and 150°C. These procedures were specifically aimed at studying the effect of these treatments on nanoparticle size, crystallinity, and band gap energy of the resulting nanoparticles. The result of this research showed that surface modification and the increase in post-hydrothermal treatment temperature from 80oC to 150oC has increased nanoparticle ZnO size from 7.88 to 12.56 nm, and decreased the band gap energy from 3.223 to 3.156 eV.