Karakterisasi Arus dan Tegangan Detektor Gas Hidrogen dari Bahan Semikonduktor Heterokontak TiO2/ZnO(Mg)

Authors

  • Ilham Afriesta Bahar Jurusan Fisika Unand
  • Elvaswer Elvaswer Andalas University

DOI:

https://doi.org/10.25077/jfu.12.2.213-219.2023

Keywords:

Detektor, gas hidrogen, heterokontak, sensitivitas, waktu respon

Abstract

Telah dilakukan karakterisasi detektor gas hidrogen berupa pelet heterokontak. Pelet terdiri dari lapisan pertama TiO2 dan lapisan kedua ZnO didoping dengan 0%, 2%, 4%, 6%, 8%, dan 10% mol Mg. Pembuatan detektor diawali dengan pencampuran bahan, penggerusan bahan selama 4 jam, kalsinasi pada suhu 500 °C selama 4 jam, penggerusan ulang selama 1 jam, kompaksi menjadi pelet, dan sintering pada suhu 800 °C selama 4 jam menggunakan metode reaksi dalam keadaaan padat. Detektor gas diuji pada suhu ruang dengan karakterisasi I-V, penentuan nilai sensitivitas, selektivitas, konduktivitas, waktu respon, dan karakterisasi XRD. Pengukuran karakteristik I-V menunjukkan bahwa sampel TiO2/ZnO didoping 4% mol Mg memiliki sensitivitas tertinggi yaitu 6,33 dengan tegangan 21 volt pada suhu ruang. Nilai selektivitas tertinggi terdapat pada sampel TiO2/ZnO didoping 2% mol Mg yaitu 1,54 dengan teganan 30 volt. Konduktivitas tertinggi terdapat pada sampel TiO2/ZnO didoping 6% mol Mg sebesar 18,54/Ωm pada lingkungan hidrogen. Waktu respon sampel TiO2/ZnO didoping 4% mol Mg pada tegangan 21 volt adalah 42 s. Hasil XRD menunjukkan bahwa sampel ZnO yang didoping Mg memiliki ukuran kristal yang lebih kecil dibandingkan dengan sampel ZnO tanpa doping.

Author Biographies

Ilham Afriesta Bahar, Jurusan Fisika Unand

Department of Physics

Elvaswer Elvaswer, Andalas University

Department of Physics

References

Amelia, I. dan Elvaswer 2018, ‘Karakterisasi Arus-Tegangan Sensor Gas Hidrogen dari Bahan Semikonduktor SnO2 didoping dengan Na2CO3’, Jurnal Fisika Unand, vol. 7, no. 4, pp. 353-358.

Aygün, S., dan Cann, D. 2005, ‘ Hydrogen Sensitivity of doped CuO//ZnO heterocontact sensors’, Sensors and Actuators B, vol 106, no. 2, pp. 837-842.

Basthoh, E., Elvaswer, dan Harmadi 2013, ‘Karakterisasi ZnO Didoping TiO2 untuk Detektor LPG’, Jurnal ilmu Fisika (JIF), vol 5, no. 1, pp. 11-15.

Gu, H., Wang, Z., dan Hu, Y. 2012, ‘Hydrogen Gas Sensors Based on Semiconductor Oxide Nanostructures’, Sensors, vol. 12, pp. 5517-5550.

Hamdani, R. dan Elvaswer, 2018, ‘Karakterisasi Arus-Tegangan Sensor Gas Hidrogen dari Bahan Komposit Semikonduktor TiO2-SnO2’, Jurnal fisika Unand, vo. 7, no.1, pp. 73-79.

Ilnicka, A. dan Lukaszewicz, J.P. 2020, ‘Graphene-Based Hydrogen Gas Sensors: A review’, processes, vol. 8, no. 5.

KrÅ¡ko, O., Plecenik, T., MoÅ¡ko, M., Haidry, A.A., ÄŽurina, P.,Truchlý, M., GranÄiÄ, B., Gregor, M., Roch, T., Satrapinskyy, L., MoÅ¡ková, A., Mikula, M., Kúš, P., dan Plecenik, A. 2015, ‘Highly sensitive hydrogen semiconductor gas sensor operating at room temperature’, Proceedings of Eurosensors XXIX, Elsevier Procedia, Freiburg, 22.

Lai, T.Y., Fang, T.H., Hsiao, Y.J., dan Chan, C.A. 2019, ‘Characteristics of Au doped SnO2- ZnO heteronanostructures for gas sensing applications’, Vacuum, vol. 166, pp. 155-161.

Ren, Q., Cao, Y.Q., Arulraj, D., Liu, C., Wu, D., Li, W.M., Li, A.D. 2020, ‘Review-Resistive-Type Hydrogen Sensors Based on Zinc Oxide Nanostructures’, Journal of The Electrochemical Society,vol 167, no. 6.

Soundarrajan, P. dan Schweighardt, F., 2008, Hydrogen Fuel: Production, Transport, and Storage, CRS Press, Boca Raton.

Syafnur, Z. dan Elvaswer 2017, ‘Karakteristik Arus-Tegangan Semikonduktor Copper Oxide Didoping dengan Zinc Oxide Sebagai Sensor Gas Hidrogen’, Jurnal Fisika Unand, vol. 6, no. 2, pp. 176-182.

Tang, J., Zhang, X., Xiao, S., dan Zeng, F., 2017, Nanomaterials Based Gas Sensos for SF6 Decompositin Components Detection , IntechOpen, London.

Downloads

Published

2023-04-01

How to Cite

Bahar, I. A., & Elvaswer, E. (2023). Karakterisasi Arus dan Tegangan Detektor Gas Hidrogen dari Bahan Semikonduktor Heterokontak TiO2/ZnO(Mg). Jurnal Fisika Unand, 12(2), 214–220. https://doi.org/10.25077/jfu.12.2.213-219.2023

Issue

Section

Articles