i

SKRIPSI

STUDI OPTIMASI PENGARUH PERUBAHAN

KONSENTRASI TERHADAP KECEPATAN PUTAR SPIN

COATING PADA PENUMBUHAN MEMBRAN POLYVINYL

ALCOHOL (PVA) DI ATAS ELEKTRODA PLATINUM (Pt)

Diajukan sebagai salah satu syarat guna memperoleh gelar

Sarjana Sains

Oleh :

WIDIYO IKO SURYO DEWI

M 0202051

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2006

ii

SKRIPSI

STUDI OPTIMASI PENGARUH PERUBAHAN KONSENTRASI TERHADAP KECEPATAN PUTAR SPIN

COATING PADA PENUMBUHAN MEMBRAN POLYVINYL ALCOHOL (PVA) DI ATAS ELEKTRODA PLATINUM (Pt)

Widiyo Iko Suryo Dewi

M 0202051

Dinyatakan lulus ujian oleh tim penguji Pada hari Senin, tanggal 2 April 2007.

Tim Penguji

Agus Supriyanto, S.Si,M.Si (Ketua) ............................................

Drs. Harjana M.Si,Ph.D (Sekretaris) ............................................

Nuryani S.Si,M.Si ............................................

Khairuddin S.Si,M.Phil ............................................

Skripsi ini telah diterima sebagai salah satu persyaratan

memperoleh gelar sarjana sains

Dekan Ketua Jurusan Fisika Drs. H. Marsusi M.Si Drs. Harjana M.Si,Ph.D NIP. 130906776 NIP. 131570309

iii

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa isi intelektual skripsi ini adalah hasil

kerja saya dan sepengetahuan saya hingga saat ini isi skripsi ini tidak berisi materi

yang telah dipublikasikan atau ditulis oleh orang lain atau materi yang telah

diajukan untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di Universitas Sebelas Maret

Surakarta atau di Perguruan Tinggi lainnya, kecuali telah dituliskan di daftar

pustaka skripsi ini dan segala bentuk bantuan dari semua pihak telah ditulis di

bagian ucapan terima kasih.

iv

MOTTO

Dahulu kita tidak bisa punya,.sekarang kita bisa punya. dan selayaknya

kita harus siap kalau suatu saat nanti kita tidak punya..

Bagilah sukamu,.simpanlah dukamu,...dan selalu terimalah suka dan

duka orang lain yang ingin berbagi bersamamu..

Seburuk – buruknya sifat manusia,.pasti ada sisi baiknya,.♥

Widiyo Iko Suryo Dewi

v

PERSEMBAHAN

Ya Allah….

Sampai pada detik ini..Betapa jalan hidup yang hamba lalui terasa begitu panjang dan terjal,.Disaat hamba merasa lelah, menyerah dan merasa bodoh

Kau selalu memberi kekuatan, petunjuk pada hamba Hingga hamba bisa menyelesaikan tugas ini. Semoga apa yang hamba peroleh sampai saat ini

bisa bermanfaat dan menjadi jembatan bagi hamba dalam mencapai cita – cita.Amiiin.

Bapak dan Ibu... Insan yang sangat berharga bagiku, terima kasih atas segalanya...Dari kalian Dewi ini bisa

belajar bagaimana arti impian, bagaiamana arti memberi tanpa pengharapan....

Adik adikku: Dek Ana dan Dek Haris, serta sepupu kecilku Dek Thegar, Dek Dira, Dek Gheezag dan Dek Kiya

My Soulmate ( i-1 )..

Dukungan dan nasehat yang pernah kau beri membuatku bisa merubah keputusasaan,.terima kasih sudah selalu bersedia memaafkan segala kesalahan..aku aku pasti kelak bisa menepati janji..darimu aku bisa mengerti bahwa aku butuh karena aku cinta, bukan aku cinta karena

aku butuh..

Untuk semuanya.... Semoga karya kecil ini bisa bermanfaat bagi yang sudi mempelajarinya...

Widiyo Iko Suryo Dewi

vi

KATA PENGANTAR Alhamdulillah, terima kasih atas segala limpahan rahmat dan karuni-Nya, sehingga Laporan Penelitian sebagai salah satu syarat guna memperoleh gelar sarjana ni berhasil disusun. Pada penyusunan laporan penelitian ini, tentunya ada banyak pihak yang telah membantu dan memberi nasehat, masukan sehingga menambah kelengkapan data yang dibutuhkan, maka dari itu penulis ingin mengucapkan terima kasih khususnya kepada :

1. Bp. Drs. Marsusi, M.Si selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta.

2. Bp. Drs. Harjana, M.Si,Ph.D selaku Ketua Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta, sekaligus Pembimbing akademik, pembimbing Tugas Akhir saya. Terima kasih atas segala luangan waktu, nasehat, bimbingan. Semuanya sangat dan sangat berarti dan membantu kelancaran saya dalam proses belajar ini.

3. Bp. Agus Supriyanto, S.Si, M.Si, selaku pembimbing Tugas Akhir saya. Terima kasih atas segala kesempatan, bimbingan dan nasehatnya. Mohon maaf jika Widiyo sering merepotkan.

4. Bp. Drs. Suharyana, M.Si, Ph.D, terimakasih atas bimbingan dan nasehatnya dalam proses evaporator.

5. Bp. Nuryani,S.Si, M.Si dan Bp. Khairuddin,S.Si, M.Phil, terima kasih atas segala masukan, pelajaran.

6. Bapak dan Ibu dosen, semua staff Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta.

7. Rina Agus Willyastuti,S.Si, semoga sampai kapanpun kita bisa dekat dan tetap menjadi sahabat. Ada banyak hal lucu dan berharga yang pernah kulewati bersammu kawan, baik saat sedih maupun senang. Sampaikan selalu salam rindukuku buat ibu, bapak ya.

8. Pak Eko, mz Johan, mz Ari, mz Mul, mz Latif, mz David dan semua kru lab Fisika dan lab Biologi, terimakasih atas segala kemudahan dan bantuannya.

9. Isti, Dedi, Mb Yani, Rohmah, Eko, Wahyu(boim&dhuwur), Erti, Rufi, Nita, Retno, D’Rudi dan semuanya teman – teman mahasiswa jurusan Fisika 02 yang tidak bisa disebutkan satu persatu.

Penulis menyadari benar bahwa dalam penulisan laporan penelitian ini, baik struktur maupun isinya masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, penulis menerima saran dan kritik yang bersifat membangun demi kesempurnaananya di masa mendatang.

vii

DAFTAR ISI

Halaman Halaman Judul ................................................................................................. i Halaman Pengesahan ....................................................................................... ii Halaman Pernyataan ........................................................................................ iii Halaman Motto ................................................................................................ iv Persembahan.................................................................................................... v Kata Pengantar................................................................................................. vi Daftar Isi.......................................................................................................... vii Daftar Tabel..................................................................................................... ix Daftar Gambar ................................................................................................. x Daftar Lampiran............................................................................................... xi Intisari ............................................................................................................. xii Abstract ........................................................................................................... xiii BAB I. PENDAHULUAN ............................................................................... 1

I.1 Latar Belakang Masalah..................................................................... 1 I.2 Perumusan Masalah .......................................................................... 3 I.3 Batasan Masalah ................................................................................ 3 I.4 Tujuan Penelitian ............................................................................... 4 I.5 Manfaat Penelitian ............................................................................. 4 I.6 Sistematika Penulisan......................................................................... 5

BAB II. DASAR TEORI.................................................................................. 6 II.1 Polyvinyl Alcohol ( PVA ) ................................................................. 6 II.2 Platinum ( Pt )................................................................................... 8 II.3 Resistansi Lapisan Tipis.................................................................... 9 II.4 Absorbansi dan Transmitansi ............................................................ 13 II.5 Spectrophotometer Absorbsi UV/VIS................................................. 15 II.6 Metode Evaporasi ............................................................................. 16

II6.1 Evaporator ................................................................................ 17 II.6.2 Sumber Evaporasi (Evaporan) ................................................. 19 II.6.3 Proses Pelapisan pada Metode Evaporasi ................................. 20 II.6.4 Deposisi Lapisan Tipis ............................................................. 21

II.7 Uniformitas Lapisan Tipis Logam Hasil Metalisasi Dengan Evaporator .......................................................... 22

II.8 Spin Coating ..................................................................................... 23 II.9 Komposisi Suatu Materi.................................................................... 26

BAB III. METODOLOGI PENELITIAN......................................................... 27 III.1 Tempat dan Waktu Penelitian .......................................................... 27

III.1.1 Tempat Penelitian ................................................................... 27 III.1.2 Waktu Penelitian..................................................................... 27

III.2 Alat dan Bahan Penelitian................................................................ 27 III.2.1 Alat Penelitian ........................................................................ 27 III.2.2 Bahan Penelitian ..................................................................... 29

viii

III.3 Metode Penelitian......................................................................... 30 III.3.1. Pembersihan dan Penimbangan Substrat ................................ 32 III.3.2 Pembuatan Lapisan tipis Pt Dengan Proses Evaporasi ............. 32 III.3.3 Pengukuran resistansi Pt ......................................................... 38 III.3.4 Pembuatan Gel PVA ............................................................... 38 III.3.5 Pengukuran Absorbansi Dengan Menggunakan

Spektrophotometer UV Vis Shimadzu UV – 1601 PC.............. 39 III.3.6 Penumbuhan Gel PVA Di atas Pt ............................................ 40 III.3.7 Pengukuran Resistansi Lapisan tipis PVA di atas Elektroda Pt 40 III.3.8 Tehnik Analisa Data ............................................................... 41

III.3.8.1 Resistansi Lapisan Tipis Platinum. ........................... 41 III.3.8.2 Absorbansi Lapisan Membran PVA.......................... 42 III.3.8.3 Resistansi Lapisan Tipis PVA................................... 42

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ......................................................... 43 IV.1 Resistansi Lapisan Pt....................................................................... 43 IV.2 Analisa Lapisan Membran PVA ...................................................... 44

IV.2.1 Komposisi 33%PVA............................................................... 45 IV.2.2 Konsentrasi 20% PVA............................................................ 46 IV.2.3 Konsentrasi 14% PVA ........................................................... 47

IV.3 Analisa Penumbuhan PVA Diatas Elektroda Platinum..................... 48 BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN........................................................... 51

V.1 Kesimpulan ...................................................................................... 51 V.2 Saran ............................................................................................ 51

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

ix

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Perbandingan antara PVA (polyvinyl Alcohol), Cellulose (viscose) dan PU (Polyurethane Foam) ............................. 8

Tabel 2.2 Keterangan unsur Platinum................................................................. 9

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Ikatan kimia pada PVA (polyvinyl alcohol)................................... 6 Gambar 2.2 Grafik Absorbansi – Panjang Gelombang PVA............................. 7 Gambar 2.3. Permukaan mikro gel PVA .......................................................... 7 Gambar 2.4. Gambar model material konduktor................................................10 Gambar 2.5. Skema Four Point Probe ..............................................................12 Gambar 2.6. Model perumusan absorbansi ........................................................15 Gambar 2.7. Gambar Spektrum Cahaya Visible.................................................16 Gambar 2.8. Skema vakum evaporator..............................................................18 Gambar 2.9. Diagram proses PVD (Physical Vapor Deposition)-Evaporasi ......20 Gambar 2.10.Posisi “adsorption site” pada permuklaan substrat ........................21 Gambar 2.11.Gambaran proses spin coating.......................................................23 Gambar 2.12.Gambaran tahapan proses spin coating..........................................23 Gambar 2.13.Model gerak fluida pada proses spin coating.................................24 Gambar 3.1. Gambar struktur lapisan Pt-PVA....................................................30 Gambar 3.2. Diagram alir penelitian..................................................................31 Gambar 3.3. Rangkaian two point probe ............................................................40 Gambar 4.1. Grafik I- V Pt.................................................................................43 Gambar 4.2. Grafik panjang gelombang dari 300 nm – 330 nm dengan

absorbansi pada 33%PVA............................................................45 Gambar 4.3. Grafik panjang geombang dari 300nm – 330nm dengan

absorbansi pada 20%PVA..............................................................46 Gambar 4.3. Grafik panjang geombang dari 300nm – 330nm dengan

absorbansi pada 14%PVA..............................................................47 Gambar 4.4. Grafik I – V PVA ..........................................................................49 Gambar 4.5. Grafik Konsentrasi PVA dengan Resistansi PVA..........................50

xi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 : Perhitungan nilai resistansi I-V lapisan tipis Pt. Lampiran 2 : Gambar grafik absorbansi penumbuhan membran PVA dengan

panjang gelombang 300 nm - 500nm. Lampiran 3 : Perhitungan nilai resistansi I-V lapisan tipis PVA. Lampiran 4 : Foto alat – alat yang digunakan dalam melakukan penelitian ini. Lampiran 5 : Contoh gambar foto – foto permukaan mikro gel dari sampel PVA

dari hasil penelitian

xii

INTISARI

Studi Optimasi Pengaruh Perubahan Konsentrasi Terhadap Kecepatan Putar Spin Coating Pada Penumbuhan Membran Polyvinyl Alcohol (PVA) di

atas Elektroda Platinum (Pt)

Oleh: Widiyo Iko Suryo Dewi

M0202051

Lapisan membran PVA telah ditumbuhkan diatas elektroda Pt dengan metode Spin Coating. Elektroda Pt dibuat dengan Ladd evaporator research pada jarak deposisi 1,7 cm, tekanan 5 x 10-6 torr , lebar celah wire cut filter minimum (1mm). Nilai resistansi dari ketiga Pt yang dihasilkan sebesar ( 1.620 ± 0.315 ) Ω, ( 1.640 ± 0.295 ) Ω dan ( 1.560 ± 0.254 ) Ω. Penumbuhan PVA menggunakan waktu putar 1,5 menit, pelarut air, dengan tiga variasi konsentrasi PVA, yakni 33%PVA, 20%PVA, 14%PVA. Pada konsentrasi 33%PVA diperoleh nilai absorbansi maksimum 3,3 dengan nilai resistansi ( 1.0 ± 0.1 ) x 108 Ω pada kecepatan putar 4000rpm. Pada konsentrasi 20%PVA diperoleh nilai absorbansi maksimum 2,3 dengan nilai resistansi ( 2.3 ± 0.2 ) x 108 Ω pada kecepatan putar 1500rpm. Pada konsentrasi 14%PVA diperoleh nilai absorbansi maksimum 2,1 dengan nilai resistansi ( 7.0 ± 0.2 ) x 108 Ω pada kecepatan putar 1250rpm. Semakin pekat konsentrasi dari PVA, kecepatan putar optimum yang dibutuhkan juga semakin besar, dan nilai resistansinya semakin mengecil. Kata kunci : Spin coating, Evaporator, PVA, Pt, Absorbansi, Resistansi

xiii

ABSTRACT

Optimize Study Of Concentrate Alteration Influence Toward Angular Velocity Of Spin Coating For The Act Of Growing Polyvinyl Alcohol (PVA)

on Platinum (Pt) Electrode

By: Widiyo Iko Suryo Dewi

M0202051

Membrane films PVA were grown on Pt electrodes using Spin Coating method. The electrodes were made using Ladd evaporator research with 1.7cm depocite distance, 5 x 10-6 torr pressure, minimum slith width of wire cut filter ( 1mm ). Electrodes resistance are (1.620 ± 0.315) Ω, (1.640 ± 0.295) Ω and (1.560 ± 0.254) Ω. The act of growing PVA used 1.5 minute spin time, used water as soluble with three concentrate variation of PVA, that are 33%PVA, 20%PVA, 14%PVA. At 33%PVA concentrate, the maximum absorbance is 3.3, resistance PVA is ( 1.0 ± 0.1 ) x 108 Ω and angular velocity optimize is 4000rpm. At 20%PVA concentrate, the maximum absorbance is 2.3, resistance PVA is ( 2.3 ± 0.2 ) x 108 Ω and angular velocity optimize is 1500rpm. At 14%PVA concentrate, the maximum absorbance is 2.1, resistance PVA is ( 7.0 ± 0.8 ) x 108 Ω and angular velocity optimize is 1250rpm. More concentrad of PVA concentrate, the angular velocity optimize is more faster, and the resistance became smaller. Key words : Spin coating, Evaporator, PVA, Pt, Absorbance, Resistance