JURNAL SAINS DAN SENI ITS Vol. 11, No. 5 (2022), 2337-3520 (2301-928X Print) B1 Abstrak—Pada penelitian ini, dilakukan sintesis nanopartikel TiO2 menggunakan prekursor TiCl3 dengan metode kopresipitasi untuk menghasilkan fase anatas dan pendeposisian lapisan tipis TiO2 dengan teknik spray pyrolysis. Variasi yang digunakan adalah lama waktu spray, yaitu selama 15 dan 20 detik, serta jenis TiO2 yang digunakan, yaitu hasil sintesis dan komersial. Lapisan tipis TiO2 dibentuk dengan menggunakan dimetil sulfoksida sebagai pelarut. Serbuk hasil sintesis dan lapisan tipis TiO2 kemudian dikarakterisasi menggunakan XRD, perangkat lunak Maud, UV-Visible Spektrofotometer, dan mikroskop optik. Hasil analisis struktur menunjukkan bahwa serbuk TiO2 yang dihasilkan memiliki fase anatas dengan ukuran nanopartikel. Kemudian, didapatkan bahwa hasil absorbansi lapisan tipis TiO2 memiliki kemampuan absorbsi yang baik di daerah UV. Pengukuran ketebalan lapisan tipis TiO2 mengindikasikan bahwa semakin lama waktu spray dalam pendeposisian lapisan, maka semakin tebal lapisan yang dibuat. Sudut kontak yang terbentuk oleh lapisan menandakan bahwa lapisan bersifat superhidrofilik. Dalam segi morfologi, semakin lama waktu spray, maka lapisan semakin tebal karena terisi dengan partikel TiO2, namun juga semakin terbentuk aglomerasi di titik-titik tertentu pada lapisannya. Kata Kunci— Kopresipitasi, Lapisan Tipis TiO2, Spray Pyrolysis, Sudut Kontak. I. PENDAHULUAN ALAM industri elektronika, lebih utamanya, penggunaan semikonduktor dalam dunia nanoteknologi sedang dalam tahap pengembangan. Pengembangan lebih lanjut dalam semikonduktor berbasis nano-kristal, nano- partikel oksida logam, nano-quantum dots, dan penemuan atomic force microscope (AFM) telah memacu perkembangan dunia nanoteknologi untuk memecahkan masalah ilmiah, teknik, dan industri [1]. Semikonduktor oksida logam telah menarik perhatian sebagai pendeteksi ledakan dan gas berbahaya karena sifat optik, elektrik, dan termalnya. Bahan ini memiliki sensitivitas yang sangat tinggi dan waktu respon yang sangat cepat apabila difabrikasi dalam skala nano. Salah satu jenis material semikonduktor oksida logam paling umum yang ditemukan dalam aplikasi sensor adalah Titanium Dioksida (TiO2 ) karena kemampuannya dalam mendeteksi gas [2]. TiO 2 , dikenal juga dengan titania, adalah material oksida logam terkenal berbasis semikonduktor tipe-n yang tidak berbahaya, biokompatibel, dan efisien dalam biaya, serta memiliki konstan dielektrik dan stabilitas kimia yang tinggi. Sampai saat ini, TiO 2 banyak diaplikasikan sebagai pigmen, filter optik, coating anti-refleksi, sensor gas, dan material self-cleaning. TiO 2 juga banyak digunakan dalam industri cat sejak tahun 1920 sebagai pigmen putih. Dalam industri kosmetik, TiO 2 telah menjadi komponen utama hampir di semua produk, terutama sebagai UV sunscreen [3]. TiO 2 memiliki beberapa sifat penting, seperti pita energi (band gap) dengan rentang 3.0 ― 3.2 eV, sesuai dengan tepi absorpsi sinar yaitu 387 nm, nilai transmitansi yang tinggi pada gelombang cahaya tampak, dan indeks refraksi yang tinggi [4]. Salah satu aplikasi TiO2 pada teknologi ramah lingkungan adalah sebagai material self-cleaning. Self-cleaning sendiri adalah kemampuan alami dalam mengangkat kontaminan, seperti senyawa berbahaya, mikroba, debu, dan lainnya. Terdapat dua mekanisme yang berbeda untuk menciptakan sifat self-cleaning dari suatu permukaan, yaitu dengan mengontrol sifat kebasahannya (wettability) dan dengan menggunakan material yang memiliki sifat fotokatalis. Pengukuran sudut kontak menjadi salah satu cara untuk menguji sifat kebasahan (wettability) dari suatu permukaan atau material tertentu. Pada dasarnya, sudut kontak adalah sudut yang terbentuk oleh liquid ketika berinteraksi dengan permukaan padat. Sudut tersebut yang menentukan sifat dari zat padat dan cair beserta interaksi dari gaya kohesi dan adhesi (gaya intermolekular). Pengelompokan sifat wettability berdasarkan sudut kontak dapat dilihat pada Gambar 1 [5]. Titanium (IV) dioksida (titania) memiliki tiga bentuk fase kristal secara umum, yaitu: fase rutil merupakan fase yang paling stabil secara termodinamika dibanding fase yang lain, serta fase yang metastabil, yaitu anatas dan brokit. Celah pita pada rutil didapatkan sebesar 3,0 eV, dan 3,2 eV untuk anatas [6], sedangkan untuk fase brokit dilaporkan sebesar 3,02 eV [7]. Material ini pun juga dapat disintesis dari beberapa prekursor, seperti TiCl3 , TiCl 4 , dan TTIP (Titanium Tetra Iso Propoxide). TiCl 3 merupakan prekursor yang paling banyak digunakan untuk mensintesis TiO 2 . Metode yang digunakan dalam sintesis TiO 2 pun juga beragam, seperti metode sol-gel, hidrotermal, solvotermal, dan deposisi uap kimia. Salah satu teknik dalam metode sol-gel yang sering digunakan adalah teknik kopresipitasi [8]. TiO 2 saat ini sedang dikembangkan dalam bentuk lapisan tipis karena kemampuan biokompatibilitas, stabilitas termal dan oksida, serta fotostabilitas dalam jangka panjang yang dibutuhkan pada banyak aplikasi. Sampai saat ini, banyak penelitian yang mengungkapkan bahwa lapisan tipis memiliki banyak potensial dalam dunia fisika material, seperti produksi coating berstruktur nano atau berbasis nano- komposit, pengurangan dalam limbah industri dan konsumsi daya, serta pembaharuan fungsi pada teknologi-teknologi yang telah ada. Dengan potensi-potensi ini, teknologi berbasis lapisan tipis telah menjadi perhatian besar karena Karakterisasi Struktur, Morfologi, dan Sifat Optik Lapisan Tipis Titanium Dioksida yang Dideposisi Menggunakan Teknik Spray Pyrolysis Nabella Shabrina, Gatut Yudoyono, dan Sudarsono Departemen Fisika, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) e-mail: gyudoyono@physics.its.ac.id D