PEMBUATAN SENSOR GAS HIDROGEN BERBASIS FILM TIPIS GaN DENGAN TEKNIK SOL GEL SPIN COATING UNTUK KOMPONEN PADA SISTEM PENDETEKSI KEBOCORAN GAS

Abstract

Penelitian ini bertujuan untuk membuat sensor gas dengan sensitivitas baik, dipergunakan sebagai komponen dalam sistem pendeteksi kebocoran gas hidrogen. Bahan dasar sensor berbahan  film tipis semikonduktor Gallium Nitrida (GaN) yang ditumbuhkan di atas substrat sapphire (Al2O3) menggunakan teknik sol gel spin coating. Parameter penumbuhan film tipis temperatur penumbuhan 8500 C, laju spinner 1000 rpm, molaritas Ga2O3 1,33 M dan laju aliran gas nitrogen 100 sccm.  Hasil pengujian sifat listrik dalam lingkungan gas hidrogen ternyata resistansi listrik sensor gas menurun secara tajam dari 1,5 x 10-2 Ohm.cm menjadi 7 x 10-3 Ohm.cm bila laju aliran gas diperbesar dari 20 sccm hingga 150 sccm. Pengujian sensitivitas sensor gas dilakukan dalam lingkungan gas hidrogen dan gas nitrogen. Hasil pengujian sensor gas dalam lingkungan gas hidrogen memiliki sensitivitas sekitar 60 % sedangkan dalam lingkungan gas nitrogen sekitar 50 % laju aliran gas 100 sccm. Tingkat sensitivitas sensor gas dalam lingkungan gas hidrogen lebih tinggi dibandingkan dalam lingkungan gas nitrogen.

 

This research aims to make the gas sensors using GaN films that grown on sapphire substrate (Al2O3) by sol gel spin coating techniques with growth temparature 8500 C, spinner rate 1000 rpm, molarity of Ga2O3 1.33 M and nitrogen flow rate 100 sccm. Upon exposure to volatile organic compound (VOC), especially to hydrogen gas, the electrical resistance of semiconducting GaN thin film was found to rapidly decrease from 1.5 x 10-2 Ohm.cm to 7 x 10-3 Ohm.cm after increasing the hydrogen gas flow rate from 20 sccm to 150 sccm. The gas sensors exhibited good sensitivity of about 60 % in 100 sccm flowing hydrogen gas and about 50 % in 100 sccm flowing nitrogen gas.