SIFAT LISTRIK DAN MAGNETIK LAPISAN TIPIS NANOKOMPOSIT Fe-C/Si(100)[Electrical and Magnetic Properties of Fe-C/Si(100) Nanocomposite Thin Film.]

Abstract

SIFAT LISTRIK DAN MAGNETIK LAPISAN TIPIS NANOKOMPOSIT Fe-C/Si(100). Telah dilakukan karakterisasi sifat listrik dan magnetik lapisan tipis nanokomposit Fe-C/Si(100). Nanokomposit dan nanostruktur karbon yang mengandung nanopartikel besi menunjukkan sifat listrik dan magnetik, sehingga banyak diaplikasikan di bidang elektromagnetik dalam bentuk lapisan tipis. Tujuan dari penelitian ini adalah mengamati sifat listrik dan magnetik lapisan tipis nanokomposit Fe-C/Si(100) dalam rangka pengaplikasiannya di bidang sensor. Nanokomposit Fe-C dibuat dari campuran serbuk grafit dan Fe dalam berbagai variasi persen berat Fe (1%-3% berat Fe) dengan teknik high energy milling (HEM) selama 50 jam. Setelah serbuk campuran Fe-C dikompaksi dengan mesin pres, bahan ini dipakai sebagai target sputtering untuk menumbuhkan lapisan tipis nanokomposit Fe-C diatas substrat Si(100). Hasil pengamatan dengan SEM menunjukkan bahwa lapisan tipis memiliki permukaan rata dan halus, partikel Fe-C terdeposisikan secara merata dan homogen di atas substrat Si(100) dengan ukuran partikel sekitar 50 nm. Dari pengamatan penampang lintang diperlihatkan bahwa lapisan tipis karbon telah terbentuk di atas substrat Si(100), dengan ketebalan sekitar 100 nm. Karakterisasi sifat listrik dengan LCR meter menunjukkan bahwa nilai konduktansi Fe-C/Si(100) bertambah tinggi seiring dengan penambahan Fe. Karakterisasi sifat magnetik dengan metode Four Point Probe menunjukkan bahwa lapisan tipis Fe-C/Si(100) adalah magnetoresistance positif, dimana seiring dengan peningkatan kandungan Fe pada lapisan tipis Fe-C, nilai resistivitas semakin rendah dan nilai MR semakin meningkat.

Abstract

Characterization of electrical and magnetic properties of Fe-C/Si(100) nano composite thin film were carried
out. Carbon nanocomposite and nanostructured with containing iron nanoparticles exhibit electrical and
magnetic properties, so a lot of the electromagnetic field is applied in the form of thin layers. The purpose of
this study was to observe the electrical and magnetic properties of Fe-C/Si (100) nanocomposite thin layer in
the context of its application in the field of sensors. Fe-C nanocomposites were made by mixing graphite and
Fe in various weight % of Fe (1 - 3 weight %) using High Energy Milling (HEM) for 50 hours. After mixing
powder of Fe-C were compacted by pressing machine, the pellets were used as a sputtering target for growth
of Fe-C nanocomposite thin film on Si(100) substrate. The result observation of SEM shows that the thin
film has flat and smooth surface, particle of Fe-C was clearly and homogenously deposited on Si(100) with
the particle size of around 50 nm. From cross section observation, it is shown that the graphite thin film has
been formed on Si(100) substrate with a thickness of around 100 nm. Characterization of electrical property
using LCR meter shows that the conductance value of Fe-C/Si(100) become higher in accordance with the
increasing of Fe. Characterization of magnetic property using Four Point Probe method shows that the Fe-
C/Si(100) thin film is a positive magnetoresistance, which in accordance with the increasing of Fe inside the
Fe-C thin film, the resistivity value become lower and the MR value become higher.