Tugas 3. Metodologi Penelitian. Review "Material Science & Engineering B 112 (2004) 147-153"

Carbon nanotubes growth by chemical vapor deposition using thin film nickel catalyst

Material Science and Engineering B 112 (2004) 147 – 153

S.A. Moshkallyov, A.L.D. Moreau, H.R.Guttierrez, M.A. Cotta, J.W.Swart 

• Apa yang menjadi Research Problem

Bagaimana perbandingan gambaran penumbuhan CNT menggunakan metodeCatalytic CVD dengan dua teknik berbeda, yaitulow-pressure plasma-enhanced dan atmospheric pressure thermal CVD, dimana analisis permukaan menggunakan atomic force microscopy.

 

• Apa tujuan penelitian dilakukan

Bagaimana perbandingan gambaran penumbuhan CNT menggunakan metodeCatalytic CVD dengan dua teknik berbeda, yaitu low-pressure plasma-enhanced dan atmospheric pressure thermal CVD, dimana analisis permukaan menggunakan atomic force microscopy.

 

• Apa batasan/asumsi penelitian yang dilakukan

1. Pada tehnik low-pressure plasma-enhanced CVD menggunakan gas nitrogen-acetylene, Radio Frekuensi 2.45 GHz, Tekanan gas 1,5 Torr, jumlah aliran gas 150-200 sccm. Tempat sampel dipanasi menggunakan lampu halogen dibawah temperatur 500-600^oC. Waktu penumbuhan bervariasi antara 10-30 menit.

2. Pada teknik atmospheric pressure thermal CVD menggunakan gas methane, hidrogen dan nitrogen/ammonia. Aliran gas methane 30-150 sccm dan total aliran gas 300-500 sccm. Sebelum penumbuhan, sampel dibersihkan menggunakan hidrogen selama 10-30 menit.

3. Logam Ni sebagai katalis dengan ketebalan 1-50 nm yang menempel diatas substrat Si, dan sampel dianneling menggunakan nitrogen bertemperatur 740^oC selama 15-45 menit. 

• Apa hipotesa awal yang diajukan

Penumbuhan CNT dengan proses CVD ditentukan oleh dimensi partikel katalis.

• Apakah hipotesa tersebut ditolak atau diterima

Diterima

• Apa kesimpulan secara umum

Analisis AFM permukaan katalis nikel menunjukkan bahwa temperatur dan waktu proses yang lama sebanding dengan ukuran partikel dan lebar distribusi yang terbentuk. 

• Apa yang dapat dilakukan untuk penelitian lanjutan

Penulis (S.A.Moshkalyov, dkk) akan melanjutkan penelitian mereka mengenai sistensis CNT menggunakan partikel katalis dengan metode yang berbeda untuk menghasilkan distribusi yang lebih sempit. 

• Apa yang harus anda lakukan jika akan melakukan penelitian lanjutan

Penumbuhan CNT pada temperatur 900^oC dengan metode thermal CVD menggunakan gas methane dan katalis Ni menghasilkan CNT yang panjang dan kuat. Sehingga jika saya akan melanjutkan penelitian ini, akan membuat hal yang sama dengan katalis yang berbeda. Jenis katalis yang biasa digunakan adalah jenis logam transisi, dalam hal ini akan mencoba menggunakan Fe dan Cu, yang memiliki jari jari berturut turut lebih kecil dan lebih besar dari jari jari atom Ni. Dengan asumsi bahwa ukuran atom partikel katalis mempengaruhi ukuran

Tugas 2. Metodologi Penelitian. Review "Nano Res. 2011, 4(4): 334-342

Tugas I Metodologi Penelitian Review Material Letters

CVD growth of carbon nanotubes directly on nickel substrate

Chunsheng Du, Ning Pan*

Material Letters 59 (2005) 1678-1682

• Research Problem 

Apakah temperatur mempengaruhi penumbuhan Carbon Nanotubes (CNT) dan bagaimana mekanisme penumbuhan CNT tersebut yang menggunakan logam katalis Ni dengan metode Chemical Vapor Deposition(CVD)

• Tujuan

Mengetahui pengaruh temperatur terhadap penumbuhan Carbon Nanotubes (CNT) dan mengetahui mekanisme penumbuhan CNT tersebut yang menggunakan logam katalis Ni dengan metode Chemical Vapor Deposition(CVD)

• Apa batasan/asumsi penelitian yang dilakukan

1. Menggunakan katalis Ni dengan grid 400 x 400 mesh
2. Penumbuhan CNT pada temperatur 650, 700, 750 dan 850 derajat celcius.
3. Menggunakan sumber carbon etanol

• Hipotesa awal yang digunakan

Tanpa Hipotesa

• Apakah hipotesa diterima atau ditolak

--------

• Kesimpulan secara umum

Temperatur memiliki pengaruh yang kuat terhadap penumbuhan CNT, hal ini disebabkan karena perubahan temperatur menghasilkan nukleasi dan mekanisme pertumbuhan CNT yang berbeda pula. Pada temperatur 650 derajat celcius (DC) penumbuhan CNT terjadi pada menit ke-2 dan penumbuhan CNT yang seragam, temperatur 700 DC ditemukan ketidakseragaman CNT, sedangkan pada temperatur 750 DC dan 850 DC bentuk CNT yang pendek dan keberadaannya pada menit ke-15. 

Mekanisme pembentukan CNT pada temperatur rendah yaitu dibentuk dari fragmentasi Ni yang mengalami nukleasi, sedangkan pada temperatur tinggi pembentukan CNT nukleasi hanya berasal dari batas butir dan cacat butir.

• Apa yang dapat dilakukan untuk penelitian lanjutan

Parameter yang turut menentukan kualitas CNT dengan metode CVD yaitu, sumber karbon, penyangga katalis, temperatur, tekanan dan waktu reaksi.

Dalam penelitian ini, telah dilakukan penumbuhan CNT dengan perubahan temperatur, dan diperoleh CNT yang seragam pada temperatur 650 derajat celcius. Sehingga dengan temperatur 650 DC ini, peneliti dapat melakukan penelitian selanjutnya dengan perubahan sumber karbon dan katalis yang digunakan.

•  Apa yang harus anda lakukan jika akan melanjutkan penelitian tersebut

Topik riset yang akan saya kembangkan adalah Solar Cells, yang terdiri dari beberapa bagian salah satunya adalah elektroda. Elektroda yang dibutuhkan dalam piranti ini adalah sifat konduktivitasnya. Sehingga penelitian yang akan saya lakukan adalah mengetahui konduktivitas listrik MWNT tersebut dan parameter apa yang menjadi tolak ukur perubahan konduktivitas listrik pada Solar Cells.