Dokumen tersebut membahas penelitian tentang pengaruh jumlah lapisan terhadap sifat optik, listrik, dan mekanik dari lapisan tipis silver nanowires (AgNWs) yang dibuat menggunakan teknik Mayer-Rod coating. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui transmitansi, resistansi, morfologi, dan fleksibilitas lapisan AgNWs dengan variasi jumlah lapisan 1-3 lapis yang dianalisis menggunakan spektroskopi UV-Vis, four point probe

1. S
i
l
v
e
r
N
a
n
o
w
i
r
e
2023
PROGRAM STUDI MAGISTER FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS LAMPUNG
Dewi Puspitasari
PENGARUH JUMLAH LAPISAN TERHADAP SIFAT OPTIK, LISTRIK
DAN MEKANIK DARI LAPISAN TIPIS SILVER NANOWIRES
MENGGUNAKAN METODE MEYER-ROD COATING

2. Latar
Belakang
Pengembangan silver nanowires (AgNWs) yang merupakan bahan utama
pembuatan transparent conductive electrodes (TCEs) dalam dunia industri.

3. Metode dip coating
Keunggulan :
• Biaya pelapisan yang murah
• Cara pelapisan yang mudah, dapat mengontrol
ketebalan pelapisan
Kelemahan :
• Struktur permukaan membran yang tidak merata
dikarenakan proses pencelupannya
Metode spin coating
Keunggulan :
• Terdapat parameter yang dapat dikontrol dengan
mudah, sederhana
Kelemahan:
• Struktur yang tidak merata
• Adanya partikel yang berukuran nano dan mikro

4. Metode spray coating
Keunggulan :
• Metode sederhana
Kelemahan :
• Permukaan lapisan AgNW sangat kasar karena dispersi
yang acak.
Mayer-Rod Coating
dihasilkan permukaan yang luas dan homogen

5. a.Bagaimana pengaruh variasi perulangan pelapisan pada pembuatan lapisan
tipis AgNWs menggunakan teknik mayer road coating?
a.Bagaimana transmitansi dan absorbansi lapisan AgNWs yang dihasilkan
dengan menggunakan uji spektrofotometer Ultra Violet Visible (UV-Vis)?
a.Bagaimana nilai resistansi lapisan AgNWs yang dihasilkan dengan
menggunakan uji Four Point Probe (FPP)?
a.Bagaimana struktur permukaan dan ketebalan lapisan AgNWs yang
dihasilkan dengan menggunakan karakterisasi Scanning Electron Microscope
(SEM)?
a.Bagaimana fleksibelitas lapisan AgNWs yang dihasilkan dengan
mengunakan uji three point bending?
Rumusan
Masalah

6. Tujuan
Penelitian
a.Mengetahui sifat optik (transparansi)
a.Mengetahui sifat listrik (resistansi lembar dan konduktivitas listrik)
a.Mengetahui sifat morfologi (sebaran dan ketebalan)
a.Mengetahui sifat mekanik yang difibrikasi dengan meyer-rod
coating pada substrat polyethylene terephthalate (PET) dengan variasi
jumlah lapisan 1-3 lapis

7. Batasan
Masalah
a.Lapisan tipis AgNWs dibuat dengan menggunakan teknik meyer road
coating dengan variasi jumlah lapisan yaitu 1,2, dan 3 lapisan
a.Sintesis material menggunakan bahan FeCl3, AgNO3, Ethylene Glycol,
PVP dengan metode poliol pada suhu 140 oC.
a.Larutan AgNWs yang digunakan memiliki konsentrasi 0,5 M
a.Substrat yang digunakan untuk membuat lapisan tipis AgNWs adalah
polyethylene terephthalate (PET)

8. Manfaat
Penelitian
a.Dapat menjadi pengganti ITO sebagai bahan lapisan tipis yang dapat
diaplikasikan pada perangkat elektronik seperti komponen elektronik, sel
surya, OLED, dan lapisan pemanas
a.Sebagai referensi penelitian selanjutnya yang berkaitan dengan pembuatan
lapisan tipis AgNWs

9. Penelitian
Terkait
Zhang et al. (2019)
• Cairan nanowire yang telah ditambahkan etanol
dengan rasio volume 1:4 dituangkan ke atas substrat
polyethylene terephthalate (PET).
• Digunakan metode meyer road coating.
• Dilakukan penguapan pelarut untuk mengoptimalkan
prosedur pengeringan.
• Terdapat tiga cara penguapan pelarut yang dilakukan
yakni pengeringan alami, pemanasan statis, dan
pemanasan dinamis.

10. a. Lembar resistansi dalam temperature
dan waktu anil yang berbeda
b. Morfologi dengan temperature 90oC
c. Morfologi dengan temperature 150oC
d. Morfologi dengan temperature 190oC
Proses anil optimal pada suhu 150oC
dalam waktu 20 menit dengan
maksimum persentase penyusutan
lembar resistansi 34%

11. Zhang et al. (2020)
• Membuat lapisan tipis kawat nano menggunakan substrat PET.
• Substrat PET diultrasonik dengan etanol.
• Penyinaran UV/Ozone 300 W selama 10 menit.
• Coating dengan kecepatan 10 mm/s dan suhu 50 oC
• Pelapisan graphene oxide dengan kecepatan 30 mm/s dan 50 oC
• Dipanaskan pada 110 oC selama 20 menit untuk menghilangkan larutan organik

12. (a) Perubahan lembar resistensi lapisan AgNWs dan GO/AgNWs pada 80 oC dan 75% RH selama 16 hari.
Cuplikan gambar SEM lapisan AgNWs dan GO/AgNWs

13. (b) Perubahan resistansi lembar lapisan AgNWs dan GO/AgNWs yang terpapar udara
sekelilingnya pada suhu kamar selama 3 bulan

14. Junaidi et al. (2020)
• Membuat lapisan AgNWs menggunakan substrat polikarbonat
dengan memvariasi jumlah lapisan menggunakan batang pelapis
(RDS-20)
• Substrat diultrasonik dengan etanol, dikeringkan pada suhu
ruang.
• Koloid AgNWs dengan konsentrasi 10% tersebar pada substrat
dan dikeringkan dengan oven 90oC dalam waktu 15 menit

15. • Resistansi lembar lapisan FTC dengan memvariasi jumlah lapisan, 905.2, 340.7, 21.9, dan 3.4 Ω/sq.
• Ketika lembar resistansi berkurang, konduktivitas optic dari lapisan FTC AgNWs meningkat.
• Transmitansi lapisan FTC diperoleh 76.7- 95.8%
• Semakin banyak jumlah lapisan akan mengurangi transmitansi lapisan FTC AgNWs

16. AgNO3
AgNO3 + EG + PVP
• Beracun dan korosif
• Dapat menimbulkan noda jika mengenai kulit ataupun pakaian
• Noda permanen pada kulit akan hilang dalam waktu satu sampai dua minggu,
• Jika larutan ini mengenai kornea dapat menyebabkan kebutaan karena
larutannya dapat membakar atau mengaburkan kornea

17. Pertumbuhan struktur nano perak dapat dibagi
menjadi tiga pola

18. Ferit Klorida
(FeCl3)
• Garam asam yang terbentuk dari basa lemah (Fe(OH)3) dan asam
kuat (HCl).
• Larutan besi klorida dalam air bertindak sebagai asam karena
hidrolisis Fe3+
• Klorida dapat bereaksi dengan ion perak dalam EG membentuk
partikel AgCl yang tidak larut

19. Gambar 2.2 Citra SEM kawat nano perak dengan dosis FeCl3 yang berbeda (A) 0 mL; (B) 0,5 mL; (C) 1 mL;
(D) 1,5 mL; (E) 2 mL; (F) 2,5 mL; dan citra TEM (G), (H) kawat perak nano dengan dosis FeCl3
1,5 mL (Fang et al. 2020).

20. Meyer Rod Coating
• Memiliki diameter ulir yang beragam seperti 12, 16, 20 dan 24
Gambar 2.5 Teknik pelapisan batang meyer (Go et al., 2020)

21. Spray Coating
• system Sono-Teks Exacta Coat
• Udara yang dihasilkan oleh kompresor disaring dan dihubungkan ke pistol
semprot (alat penyemprot)
• diposisikan pada jarak 18 cm di atas substrat yang dipanaskan 300oC
(Marouf et al., 2017)

22. Drop Casting
(Guo et al., 2015)
• Senyawa yang digunakan sebagai pelarut adalah air atau alkohol (etanol, methanol, dan isopropanol)
• Sulit untuk memastikan keseragaman larutan
• Ketebalan lapisan tidak bisa dikontro

23. Spin Coating
Metode spin coating ini sulit diterapkan pada produksi skala besar karena banyak
kehilangan material selama rotasi dan sulit untuk mengontrol ketebalan

24. Four Point Probe
• Menggunakan 4 probe dengan jarak yang sama
• Membutuhkan arus konstan yang berasal dari power supply
DC
• Beda potensial dapat terukur pada kaki dua dan tiga probe.
• Pembacaan tegangan pada pengolah data sehingga dapat
diketahui besar tegangan yang terukur.

25. Scanning Electron Microscopy (SEM)
• Menerapkan difraksi elektron
• Elektron yang ditembakkan akan dibelokkan oleh lensa
elektromagnetik dalam SEM
• Karena benda ditembakkan dengan berkas elektron yang berenergi
tinggi maka permukaan benda harus konduktif.
• Permukaan benda yang dikenai berkas elektron dipantulkan
kembali atau menghasilkan elektron sekunder ke segala arah.
• Hanya satu arah berkas tersebut dipantulkan dengan intensitas
tinggi.
• Detektor didalam SEM akan mendeteksi elektron yang
dipantulkan dan menentukan lokasi berkas yang dipantulkan
dengan intensitas tertinggi

26. Fourier Transform Infra Red (FTIR)
• Prinsip kerja interaksi antara energi dan materi
• Inframerah yang melewati celah ke sampel, mengontrol
jumlah energi yang tertuju pada sampel.
• Beberapa inframerah diserap oleh sampel dan yang lainnya
di transmisikan melalui permukaan sampel sehingga sinar
infra merah lolos ke detektor
• Sinyal yang terukur kemudian dikirim ke komputer dan
direkam dalam bentuk puncak-puncak.
mendeteksi gugus fungsi, mengidentifikasi senyawa dan menganalisis campuran dari sampel yang dianalisis tanpa merusak sampel

27. UV-Vis
Gambar 2.13 Berkas tunggal spektrum UV-Vis (Verma and
Mishra, 2018
Gambar 2.14 Berkas ganda spektroskopi UV
(Alshehawy et al., 2021)

28. • Membelokkan cahaya melalui celah kristal
• Radiasi yang digunakan berupa radiasi sinar-X, elektron, dan neutron
• Ketika sinar ditembakkan beberapa ada yang diserap oleh bahan,
ditransmisika dan dihamburkan.
• Jika kisi yang dihamburkan beda fase maka akan ditiadakan, tetapi kisi
yang sama fasenya akan saling menguatkan (berkas difraksi)
• Ketika ditembakkan ke kisi, bahan kristal akan diuji, sinrnya akan
dibiaskan dan membentuk pola tertentu.
X-Ray Diffaction
(XRD)

29. Metode
Penelitian
.
.
.
Sintesis
AgNWs
• Mengunakan metode polyol
Lapisan
Tipis
• Menggunakan metode meyer rod
coating

30. Mensterilkan
alat-alat
penelitian
Kalibrasi alat
Menimbang
AgNO3 , PVP
dan FeCl36H2O
Menyiapkan
larutan dalam
wadah sampel
Mencampurkan
AgNO3 , PVP dan
FeCl36H2O
dengan EG
Menyiapkan
ethylene glycol
(EG) sebagai
bahan pelarut
Proses Preparasi
Sampel

31. Proses Sintesis
AgNWs

32. Proses Pembuatan
Lapisan

33. Karakterisasi dan
Analisis Data
Sifat Optik AgNWs
• UV-Vis Spectroscopy (300 – 800 nm)
Sifat Elektrik
• Four Point Probe
Struktur Morfologi dan Ukuran AgNWs
• SEM
Fleksibilitas
• Uji Tarik dan uji tekuk

34. TERIMAKASIH