Pengembangan Material Ferroelektrik Barium Zirconium Titanat Untuk Aplikasi Non Volatile Memori

Iriani, Yofentina (2011) Pengembangan Material Ferroelektrik Barium Zirconium Titanat Untuk Aplikasi Non Volatile Memori. .

[img] Rich Text (RTF) - Published Version
Download (41Kb)

    Abstract

    Penyimpan memori lama (non-volatile memory) merupakan bagian terpenting dari semua sistem komputer. Non-volatile memory adalah jenis memori yang memerlukan material ferroelektrik sebagai material dielektrik kapasitornya. Jika konstanta dielektrik tinggi maka kapasitor dapat menyimpan muatan yang besar. Lapisan tipis ferroelektrik yang tersusun perovskite banyak mendapat perhatian karena memiliki kemungkinan untuk menggantikan memori CMOS yang sekarang digunakan sebagai FRAM. Penggunaan film tipis ferrolektrik sebagai memori lebih baik dibandingkan dengan sistem magnetik. Sistem magnetik hanya mampu menyimpan 105 bit/cm2, sedangkan memori yang terbuat dari ferroelektrik mampu menyimpan hingga 108 bit/cm2. Prinsip dasar pembacaan atau penulisan aplikasi memori didasarkan pada sifat histerisis material ferrolektrik. Material dikatakan bersifat ferroelektrik jika terbentuk kurva histerisis. Dua parameter yang terukur yaitu polarisasi remanen dan medan koersif, yang merupakan parameter penting untuk aplikasi memori. Polarisasi remanen adalah sisa polarisasi setelah medan listrik dihilangkan. Parameter ini sangat berfungsi pada penyimpanan data, sehingga misalkan saat listrik mati komputer masih dapat mempertahankan beberapa hari. Medan koersif adalah medan yang digunakan untuk mengenolkan polarisasi. Parameter ini pada memori digunakan untuk kecepatan penulisan (switching). Makin kecil medan koersif makin cepat switching sehingga makin cepat penulisan. Barium Zirconium Titanat (BaZrxTii_xO3 atau BZT) adalah material ferroelektrik perovskite dan mempunyai konstanta dielektrik yang tinggi. Material ini berasal Barium Titanat (BT) yang merupakan material ferroelektrik. BZT mempunyai konstanta dielektrik yang tinggi, loss dielektrik rendah, densitas kebocoran arus rendah, dan stabilitas termal yang baik. Parameter yang menarik dari BZT adalah konstanta dielektrik yang tinggi, sehingga material ini digunakan untuk dielektrik kapasitor yang nantinya digunakan sebagai memori. Data yang besar tersimpan pada memori ferroelektrik ini karena kapasitor dapat menyimpan muatan besar akibat nilai konstanta dielektrik yang besar. Penelitian yang akan dilakukan selain mengukur konstanta dielektrik juga mendapatkan kurva histerisis yang merupakan penciri dari material ferroelektrik yang nantinya juga didapatkan polarisasi remanen dan medan koersif. Tujuan jangka panjang dari penelitian ini pembuatan ferroelektrik random access memory dengan melibatkan beberapa komponen elektronik diantaranya kapisitor dan transistor, dimana BZT adalah bahan dielektrik yang disisipkan pada kapasitor akan memperbesar kapasitansinya. Tujuan jangka pendek adalah pembuatan prototipe dari material ferroelektrik BZT yang mempunyai sifat unggul untuk aplikasi memori. Pada tahun pertama telah dilakukan optimalisasi parameter-parameter penumbuhan diantaranya: molaritas, kecepatan putar, jumlah lapisan, hidrolisis, suhu annealing, waktu tahan, dan kecepatan pemanasan. Penumbuhan lapisan tipis di atas substrat Pt/Si telah berhasil ditumbuhkan yang diperkuat dengan karakterisasi XRF (uji komposisi) dan karakterisasi XRD (uji struktur kristal). Paramater-parameter penumbuhan yang optimal adalah lapisan tipis BZT yang ditumbuhkan dengan kecepatan putar 4000 rpm selama 30 detik yang dipanasi dengan suhu 800°C selam 3 jam dengan kecepatan pemanasan 3°C/menit yang dilihat dari uji struktur kristal, morfologi dan ketebalan. Lapisan tipis BZT yang di buat dengan perbandingan Ba:Zr, 80:20 merupakan material ferroelektrik yang ditunjukkan dengan terbentuknya kurva histerisis. Jumlah lapisan mempengaruhi besarnya polarisasi baik spontan maupun saturasi. Pada- tahun kedua akan .dilakukan variasi x pada BaZrxTi^xOa yarig merupakan jumlah mol zat, sangat mempengaruhi sifat ferroelektrik dari BZT. Sehingga pada tahun kedua ini akan divariasi jumlah mol (x) 0; 0,01; 0,02; 0,03; 0,04; 0,05; 0,08; 0,1; 0,3; 0,4; 0,5; 0,8; 1 untuk mendapatkan BZT dengan perbandingan Zr dan Ti mana yang mempunyai konstanta dielektrik dan polarisasi remanen tinggi serta medan koersif rendah yang merupakan kandidat material ferroelektrik untuk aplikasi memori.

    Item Type: Article
    Subjects: T Technology > T Technology (General)
    Divisions: Lembaga Penelitian dan Pengabdian Kepada Masyarakat - LPPM
    Depositing User: Miranda Nur Q. A.
    Date Deposited: 26 Apr 2014 13:37
    Last Modified: 26 Apr 2014 13:37
    URI: https://eprints.uns.ac.id/id/eprint/13333

    Actions (login required)

    View Item