Studi Sintesis dan Pelapisan Cu Nanowires sebagai Bahan Utama Pembuatan Konduktor Transparan

DEDI MARDIANSYAH, Dr. Harsojo, S.U., M.Sc ; Dr. Eng. Kuwat Triyana, M.Si

2018 | Disertasi | S3 Ilmu Fisika

Sintesis Cu nanowires (CuNWs) telah dilakukan dengan menggunakan metode aqueous solution pada suhu rendah. Cu(NO3)2.H2O sebagai bahan utama, etilendiamin sebagai capping agent, hidrazin sebagai reduktor dan NaOH sebagai kontrol pH saat sintesis. Sintesis Cu nanowires dilakukan dengan modifikasi seluruh komposisi bahan untuk mendapatkan kondisi optimum. Modifikasi tersebut meliputi variasi molar Cu(NO3)2.H2O dari 0.25-2 M, variasi volume etilendiamin dari 0-1,5 mL, variasi volume hidrazin dari 0-0,35 mL, variasi kecepatan pengadukan (stirring rate) 0-1100 rpm dan variasi suhu mulai dari 60-90 ºC untuk menemukan kondisi optimum. Hasil sintesis Cu NWs dikarakterisasi menggunakan spektrofotometer UV-Vis, X-ray Difraction (XRD), spektrometer Fourier Transform Infra Red (FTIR), Scenning Electron Microscope (SEM), dan Transmittance Electron Microscope (TEM). Studi oksidasi dilakukan dengan perlakuan panas pada suhu 0-300 ºC selama beberapa jam. Perlakukan panas yang diberikan pada CuNWs dapat memunculkan fase Cu2O dan CuO yang mempengaruhi nilai konduktivitasnya. Analisis yang digunakan untuk mengetahui efek oksidasi ini adalah Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS), XRD, FTIR, Termogravimetric (TGA) dan Differential Thermal Analisis (DTA). Efek oksidasi dapat diketahui ketika CuNWs dibentuk menjadi lapisan tipis (thin film) sebagai elektroda konduktif transparan. Pembuatan lapisan tipis CuNWs yang dilakukan dengan metode Meyer rod pada kaca preparat yang diukur dengan dual point probe. Sifat optiknya dapat ditentukan dengan menghitung nilai transmitansinya pada daerah ultraviolet-visible. Studi proteksi oksidasi selanjutnya dilakukan dengan melapisi CuNWs menggunakan PEDOT:PSS, PVP, PVA dan perak senyawa perak. Setelah diberikan pelapisan yang berbeda, lapisan tipis dikarakterisasi untuk mempelajari nilai konduktivitas dan transmitansi masing-masing lapisan tipis. Studi pelapisan ini menunjukkan bahwa dengan bahan pelapis senyawa perak dan PEDOT:PSS dapat mengurangi pengaruh oksidasi dengan tetap mempertahankan nilai konduktivitasnya.

Cu nanowires (CuNWs) have been successfully synthesized using aqueous solution method at low temperature. In this work, we used Cu(NO3)2.H2O as raw material, ethylenediamine as capping agent, hydrazine as reductor and NaOH as pH control in the synthesis. Synthesizing of CuNWs have been modified all of the materials composition to obtain the optimum condition. The modifications were variation molar of Cu(NO3)2.H2O from 0.25-2 M, variation of volume ethylenediamine from 0-1,5 mL, variation of hydrazine volume from 0-0,35 mL, variation of stirring rate from 0-1100 rpm and variation of temperature from 60-90 ºC. The CuNWs were characterized using UV-Vis spectrophotometry, X-ray Diffraction (XRD), Fourier Transform Infra Red (FTIR) spectroscopy, Scanning Electron Microscope (SEM), and Transmittance Electron Microscope (TEM). The oxidation study has given differences heating treatment from 0-300 ºC for some hours. Differences treatment of heating CuNWs can present of Cu2O and CuO phase. The analysis for investigation of oxidation effect were Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS), XRD, FTIR, Thermogravimetric (TGA) and Differential Thermal Analysis (DTA). CuNWs film were prepared by Meyer rod coated on the preparation glass. For the protection of oxidation, thin film CuNWs have been coated with the polymeric and metallic compound. The coating materials were PEDOT:PSS, PVP, PVA and silver compound. Thin films were characterized for investigation of electrical properties and transmittance, respectively. The coating study shows the silver compound and PEDOT: PSS can reduce the oxidation effect with keeping the conductivity of film.

Kata Kunci : Cu nanowires, aqueous solution, oksidasi, lapisan tipis, pelapisan