Sintesis Kristal Tunggal Perovskite MAPbBr3 Menggunakan Metode Inverse Temperature Crystallization untuk Aplikasi Fotodetektor Sinar-X

Abstract

Metilamonium timbal tri-bromid (MAPbBr3) merupakan material perovskite logam halida yang umum untuk digunakan untuk aplikasi fotodetektor sinar-X. Namun, jika perovskite berstruktur polikristal maka resistivitasnya tinggi. Oleh sebab itu, perovskite MAPbBr3 perlu dibuat dalam bentuk kristal tunggal khususnya untuk aplikasi pada fotodetektor sinar-X, untuk menghasilkan nilai mobilitas (?) dan lifetime (?) muatan pembawa yang tinggi. Masalah lain dalam pembuatan kristal tunggal perovskite MAPbBr3 adalah ukuran dimensi kristal yang kecil, yaitu kurang dari 1 cm2, sehingga tidak dapat digunakan untuk aplikasi fotodetektor dalam konfigurasi flat-panel. Pada penelitian ini, dilakukan sintesis kristal perovskite MAPbBr3 menggunakan metode Inverse Temperature Crystallization (ITC). Prekursor larutan MAPbBr3 dibuat dengan variasi rasio molar MABr:PbBr2 dan volume larutan prekursor. Pada metode ITC, laju kenaikan suhu divariasikan untuk mengontrol laju penumbuhan kristal. Hasil penelitian menunjukkan bahwa ukuran atau dimensi kristal yang disintesis dengan metode ITC ditentukan oleh laju kenaikan suhu. Semakin lambat laju kenaikan suhu, semakin besar ukuran kristal yang dihasilkan. Ukuran kristal MAPbBr3 terbesar yang telah berhasil dibuat dengan metode ITC adalah 8 ???? × 7 ???? yang dibuat dengan rasio MABr: PbBr2 (1,25:1) dengan laju kenaikan suhu 2℃ /8 jam untuk volume larutan prekursor 3 mL. Hasil karakterisasi XRD menunjukkan bahwa kristal perovskite MAPbBr3 berbentuk kubik dengan konstanta kisi 5,99 Å. Puncak-puncak difraksi bidang kristal yang dihasilkan adalah (100), (200), (300) dan (400), yang menunjukan bahwa kristal MAPbBr3 berbentuk kristal tunggal, dengan orientasi bidang kristal dalam sumbu-x.