PENYEDIAAN, PENCIRIAN, DAN FABRIKASI SEBATIAN ‘FLUORINE DOPED TIN OXIDE’ (FTO) FILEM LAPISAN NIPIS (Preparation, Characterization and Fabrication of Fluorine-Doped Tin Oxide (FTP) Thin Film)

Abstract

FTO adalah sejenis sebatian yang banyak digunakan sebagai bahan salutan dan juga bahan semikonduktor terutamanya dalam perkakasan elektronik. Penyelidikan yang dilakukan adalah tentang proses sintesis, pencirian, dan fabrikasi bahan ‘Fluorine Tin Oxide’ (FTO). Bahan FTO boleh dihasilkan sama ada dalam bentuk serbuk, larutan dan juga filem lapisan nipis. Terdapat dua kaedah yang telah digunakan iaitu kaedah 1 melibatkan kaedah hibrid sol-gel manakala kaedah 2 merupakan kaedah percampuran bahan larutan diantara bahan pemula iaitu (SnCl4.5H2O) dengan NH4F sebagai agen pendopan. Daripada analisis permukaan menggunakan Spektrometer Fotoelektron Sinar-X (XPS), didapati sampel FTO yang dihasilkan dalam bentuk serbuk mengandungi unsur-unsur seperti Sn=32.51, O=63.35 dan F=1.02 (%wt/wt) serta mempunyai keadaan kimia seperti Sn 3d, O1s , C1s , dan juga F1s, . Manakala bagi proses pencirian bahan FTO dalam bentuk serbuk dan filem lapisan nipis menggunakan Spektrometer Belauan Sinar-X (XRD) menunjukkan bahawa sampel FTO yang terhasil bersifat kristal. Analisis morfologi permukaan menggunakan mikroskopi elektron imbasan pelbagai tekanan (VP-SEM) dan mikroskopi elektron transmisi (TEM) menunjukkan bahawa FTO mempunyai bentuk seperti kasiterit (cassiterite) dan mempunyai anggaran saiz partikel antara 2nm hingga 30nm. Kaedah pencirian lain yang digunakan adalah seperti spektroskopi inframerah(FTIR) dan penganalisa termogravimetri (TGA) menunjukkan bahawa teknik-teknik yang terlibat berjaya mensintesis bahan FTO yang mempunyai sifat fizikal yang spesifik.

Abstract

This paper reports the synthesis, characterization, and fabrication of three types of Fluorine-doped Tin Oxide (FTO) which is in the form i.e powder, solution, and thin film by two methods. Method 1 is by sol-gel combustion hybrid and Method 2 is by common mixture method between precursor Tin chloride pentahydrate (SnCl4.5H2O) with Ammonium fluoride (NH4F) or Hydrfluoric acid (HF) as dopant agent. Surface study using XPS shows that FTO in the form of powder consist of Sn=32.51, O=63.32 and F=1.02 (%wt/wt). Characterization of FTO in the form of powder and thin film using X-Ray diffraction (XRD) shows that the FTO sample are in the form of crystalline. Morphology studies using scanning electron microscope-variable pressure  (VPSEM) and transmission electron microscope (TEM) shows that the particle are in the form of cassiterite shape with the particle size in the range of 2nm to 30nm. Others characterization techniques using such as FTIR and TGA shows that the techniques employed can synthesize FTO material with specific physical properties