Kristal v/s polikristal

KRISTAL TUNGGAL V/S POLIKRISTAL

A. Kristal tunggal mempunyai orientasi Kristal tunggal dengan arah membujur, indeks Miller (hkl) yang terjadi pada difraksi tunggal. Dengan cara memutar sudut hamburan 2θ dengan beasr dan arah yang sesuai. Sedangkan polikristal mempunyai orientasi yang acak, kemungkinan munculnya bidang yang ada adalah sama pada arah Kristal tertentu. Serta pengukurannya yang lebih sederhana hanya dengan mengubah sudut hamburan 2θ yang perlu diatur. Namun demikian,proses analisa lebih rumit karena timbulnya multiplisitas (kelipatan) karena beberapa bidang (hkl) bisa muncul secara berimpit pada pola difraksi.

B. Metode pembuatan polikristal

1. Metode Tungku Brighman tegak

Metode yang digunakan untuk membuat polikristal salah satunya adalah dengan menggunakan metoda tungku Bridgmann tegak yang digunakan sebagai pembuatan film tipis dengan menggunakan bahan polikristal AgGaSe2 yang merupakan senyawa untuk pembuatan sel surya. Polikristal ini bisa ditumbuhkan dengan memanaskan bahan pada suhu temperatut 850°C kemudian didinginkan perlahan-lahan sampai temperatur kamar. Dihasilkan zigot dengan panjang panjang lebih kurang 3 cm dan diameter 13 mm. Dengan menggunakan XRD di dapatkan komposisi masing masing unsur berat % adalah Ag = 29,3996 %, Ga = 36,8123 % dan Se =30,29 % sedangkan pengukuran dengan X-Ray Difraction didapatkan parameter kisinya dihitung a = 4,4112 Å, c = 8,8854 Å dan c/a = 2,01426 8854 Å dan c/a = 2,01426.

Gambar 1. Tungku Brighman tegak

Gambar 2. Diagram fasa AgGaSe2 setalah di hitung parameter kisinya dengan menggunakan XRD

2. Metode Spin coating

Spin coating adalah metode yang digunakan untuk melapisi film tipis pada substat rata, bahan yang dilarutkan diletakkan diatas substat, kemudian dengan rotasi kecepatan tinggi. Larutan dideposisikan dengan gaya sentrifugal.

Gambar 3. Langkah spin coating

Spin coating ini memiliki keuntungan yaitu dapat merubah ketebalan film hanya dengan merubah kecepatan spinnya. Kecepatan rotasi spin akan berhenti ketika putaran di tepi subtract berhenti setelah mencapai ketebalan yang sama. Keuntungan lainnya yaitu dengan metode ini akan diperoleh film tipis yang memepunyai ketebalan yang rata di semua bagian. Spin coating ini sebenarnya digunakan untuk mikrofibrasi dengan ketebalan 10 nm.

Gambar 4. Spin Coater

C. Persamaan Avrami

Persamaan avrami dibentuk berdasarkan bulk kristalisation dengan asumsi-asumsi kecepatan pembentuk Kristal secara heterogen, kecepatan pertumbuhan yang linier dan etapa terhadap waktu. Tidak terjadi pengurangan jumlah Kristal dan berlangsung secara isothermal.

Persamaan avrami dalam bentuk konversi fasa yang dapat terkristalkan

................................(1)

atau dalam bentuk logaritma

………………………(2)

Persamaan 2 memberikan asumsi bahwa pertumbuhan Kristal bola, pembentukan inti Kristal dan pertumbuhannya tidak tetap. Pembentukan secara heterogen tidak mengalami pengurangan jumlah partikel dan isothermal. Pada resim kristalisasi primer, pembentukan inti dan pertumbuhannya secara silmultan, sedangkan pada pertumbuhan resim sekunder hanya terjadi pertumbuhan Kristal saja

Dengan arah m adalah ketetapan avrami dengan jumlah Kristal tetap, persamaan 1 akan berubah menjadi:

Dengan k adalah pertumbuahan Kristal gabungan. Tetapan pertumbuhan gabungan k tergantung merupakan parameter yang besarnya tergantung pada suhu. Model-model yang didasarkan pada persamaan avrami akan mengalami penyimpangan bila interaksi antar Kristal pada resim kritalisasi resim sekunder tidak dapat diabaikan.

Kecepatan pembentuk inti kristal