Perhitungan Konstanta Dielektrik Graphene Nanostructured Pada Substrat SiC dan SiO2/Si Hasil Pengukuran Spectrocopy Ellipsometry Menggunakan Metode Inversi Newton Raphson

EMMISTASEGA SUBAMA, Prof. Kamsul Abraha., Ph.D , Dr. Iman Santoso

2015 | Tesis | S2 Ilmu Fisika

INTISARI PERHITUNGAN KONSTANTA DIELEKTRIK GRAPHENE NANOSTRUCTURED PADA SUBSTRAT SIC DAN SIO2/Si HASIL PENGUKURAN SPECTROSCOPY ELLIPSOMETRY MENGGUNAKAN METODE INVERSI NEWTON-RAPHSON Oleh EMMISTASEGA SUBAMA 12/339230/PPA/03899 Telah dilakukan perhitungan konstanta dielektrik graphene nanostructured pada substrat SiC dan substrat SiO2/Si dari hasil pengukuran spectroscopy ellipsometry menggunakan metode inversi Newton-Raphson. Penelitian ini bertujuan untuk menghitung konstanta dielektrik dan indeks bias dari graphene dengan mengekstraksi nilai psi dan delta hasil pengukuran spectroscopy ellipsometry, menggambarkan dan menginterpretasi fungsi kompleks dari data nilai konstanta dielektrik dan indeks bias graphene nanostructured pada substrat SiC dan SiO2/Si (300nm) dan mengetahui efek interface pada graphene nanostructured dengan menggunakan metode inversi Newton Raphson. Hasilnya menunjukkan bahwa 1) telah berhasil dilakukan perhitungan konstanta dielektrik dan indeks bias graphene nanostructured pada substrat SiC dengan menggunakan metode inversi numerik Newton-Raphson, 2) ekstraksi nilai konstanta dielektrik graphene pada substrat bilayer SiO2/Si menggunakan metode inversi numerik Newton-Raphson belum berhasil dilakukan. Diprediksi ada mekanisme lain yang digunakan untuk mengekstraksi nilai delta yang mengalami pembalikan fase 180-delta pada bahasa pemrograman yang digunakan yaitu bahasa pemrograman Fortran untuk sistem optik 4 layer dan 7 layer, 3) terdapat puncak absorbsi/serapan tertinggi pada nilai energi 3.5 eV untuk bagian imaginer nilai konstanta dielektrik dari substrat Si karena terjadinya proses transisi elektron dari pita valensi ke pita konduksi pada X-point di ruang momentum dari struktur pita energi substrat Si, 4) tidak terdapat serapan pada substrat SiO2/Si dalam rentang energi 0.5-5.3 eV karena substrat SiO2/Si bersifat sebagai insulator, 5) pada graphene nanostructured yang diletakkan di atas substrat SiC terdapat serapan yang meningkat dratis pada nilai energi 4.5 eV untuk bagian imaginer nilai konstanta dielektrik dan koefisien extinction karena terjadinya proses transisi elektron/absorbsi dan terjadinya interaksi antara elektron-elektron dan elektron-hole di M-point pada daerah zona Brillouin dari pita energi graphene dan 6) interface memberikan pengaruh pada nilai konstanta dielektrik dan nilai indeks bias pada graphene nanostructured.

ABSTRACT CALCULATION OF DIELECTRIC CONSTANT OF NANOSTRUCTURED GRAPHENE ON SIC AND SIO2/SI SUBSTRATE OF SPECTROSCOPY ELLIPSOMETRY MEASUREMENT RESULTS USING NEWTONRAPHSON INVERSION METHOD By EMMISTASEGA SUBAMA 12/339230/PPA/03899 Calculation of the dielectric constant of nanostructured graphene on SiC and SiO2/Si substrates of spectroscopy ellipsometry measurement results using the Newton-Raphson inversion method has been done. This study aims to calculate the dielectric constant and refractive index of graphene by extracting the value of psi and delta measurement results of the spectroscopy ellipsometry, describing and interpreting the complex functions of the value data of the dielectric constant and refractive index of nanostructured graphene on SiC and SiO2/Si (300nm) substrates and knowing the interface effects on nanostructured graphene using Newton Raphson inversion method. The results show that 1) calculations dielectric constant and refractive index of nanostructured graphene on SiC substrates using Newton-Raphson numerical inversion method has been successfully done, 2) extraction of dielectric constant of graphene on a SiO2/Si bilayer substrate using the Newton-Raphson numerical inversion has not been successfully done. It is predicted that there are other mechanisms those are used to extract the value of delta which undergo a phase reversal of the 180-delta on the programming language that is used is the Fortran programming language for the optical system 4 layers and 7 layers, 3) there is a peak absorption/highest uptake in the energy value of 3.5 eV for imaginary parts of the dielectric constant of the Si substrate due to the transition of electrons from the valence band to the conduction band at the X-point in momentum space of the energy band structure of Si substrate, 4) there is no absorption in the substrate SiO2/Si in the energy range 0.5-5.3 eV for SiO2/Si substrate act as an insulator, 5) on the nanostructured graphene that is placed on a SiC substrate drastically increases uptake in the energy value of 4.5 eV for the imaginary part of the dielectric constant values and coefficient of extinction due to the process of transition of electrons/absorption and the interaction between the electrons and electron-hole in M-points in the Brillouin zone areas of the energy bands of graphene and 6) interface provides an influence on the value of the dielectric constant and refractive index in nanostructured graphene.

Kata Kunci : graphene, spectroscopy ellipsometry, substrat SiC, substrat SiO2/Si./graphene, spectroscopy ellipsometry, SiC substrate, SiO2/Si substrate.