Penumbuhan Lapisan Tipis Fe3O4/CuO/Fe3O4 dengan Metode Spin Coating dan Karakterisasinya

Perkembangan riset mengenai lapisan tipis GMR saat ini menjadi salah satu
topik yang paling diminati dalam bidang sains dan teknologi. Salah satu material
yang berpeluang untuk dijadikan lapisan tipis GMR yaitu CoFe2O4, Fe3O4, dan
MnFe2O4. Fe3O4 mempunyai sifat yang lebih unggul dibandingkan yang lainnya.
Fe3O4 yang digunakan dalam penelitian ini yaitu pasir besi yang berasal dari alam
yaitu pasir besi Pantai Tiram Kabupaten Padang Pariaman. Tujuan dilakukannya
penelitian ini yaitu untuk menumbuhkan lapisan tipis GMR Fe3O4/CuO/Fe3O4
menggunakan metode spin coating dan menyelidiki pengaruh kecepatan spin
coating yang digunakan terhadap struktur kristal, bentuk morfologi, ketebalan,
sifat magnetik dan nilai magnetoresistancenya.
Penelitian ini merupakan penelitian eksperimen. Pada penelitian ini, pasir
besi alam yang telah di ambil dimurnikan terlebih dahulu dan kemudian di milling
menggunakan alat HEM-E3D untuk menjadikannya dalam ukuran nano.
Selanjutnya dibuat menjadi precursor Fe3O4 menggunakan metode sol-gel. Selain
itu precursor non magnetic CuO juga dibuat menggunakan metode sol-gel.
Selanjutnya lapisan tipis Fe3O4/CuO/Fe3O4 ditumbuhkan di atas substrat kaca
menggunakan alat spin coating dengan variasi kecepatan putar spin coating untuk
Fe3O4 sebesar 1000 rpm, 1500 rpm, 2000 rpm, 2500 rpm dan 3000 rpm dengan
kecepatan putar tetap pada lapisan CuO sebesar 2000 rpm. Alat karakterisasi yang
digunakan yaitu XRD, SEM, VSM dan pengukuran magnetoresistance
menggunakan metode FPP.
Hasil penelitian yang didapatkan yaitu kecepatan putar spin coating
mempengaruhi intensitas orientasi kristal, ukuran kristalit, bentuk morfologi,
ukuran butir, ketebalan, sifat magnetik dan nilai magnetoresistance dari lapisan
tipis Fe3O4/CuO/Fe3O4 yang terbentuk. Dari hasil penelitian didapatkan bahwa
secara umum ukuran kristalit bertambah seiring dengan bertambahnya jumlah
lapisan yang ditumbuhkan dan mengalami penurunan dengan bertambahnya
kecepatan putar yang digunakan karena hal ini berkaitan dengan ukuran butir dan
ketebalan, yang juga menurun, seiring dengan bertambahnya kecepatan putar yang
digunakan. Sedangkan hasil karakterisasi VSM menunjukkan bahwa lapisan tipis
Fe3O4/CuO/Fe3O4 merupakan bahan hard magnetic yang mempunyai sifat yaitu
ferromagnetik. Pada pengukuran nilai magnetoresistance, didapatkan bahwa
semakin tipis ketebalan lapisan tipis maka rasio MR yang dihasilkan akan
semakin besar hingga mencapai nilai maksimum. Besarnya nilai rasio MR
maksimum yang didapatkan dalam penelitian yaitu sebesar 66,38% pada
kecepatan putar 1500 rpm dengan ketebalan Fe3O4 sebesar 5,315 μm.