Peningkatan nilai konstanta dielektrik ? Polimer PVDF-HFP dengan metode implantasi Ion Nitrogen (N+)

Abstract

Dalam penelitian ini telah dilakukan usaha peningkatan nilai konstanta dielektrik (?) material polimer elektroaktif PVDF-HFP (PolyvinylideneFluoride-hexafluoropropylene) dengan metode implantasi ion. Ion yang digunakan sebagai dopan adalah nitrogen (N+), dengan variasi dosis ion diberikan melalui perbedaan lama waktu implantasi pada energi 10 KeV. Nilai konstanta dielektrik dihitung dengan memanfaatkan nilai kapasitansi, luasan dan ketebalan dielektrik material lapisan tipis polimer PVDF-HFP. Nilai kapasitansi dan faktor disipasi diukur dengan LCR meter pada set ukur tegangan 1 volt, frekuensi 1 kHz dan mode C-D. Nilai luasan yang diukur sebesar 3,92 mm2 dengan ketebalan dielektrik sebesar 8,960 ?m saat diukur dengan SEM secara cross-section. Sedang nilai kekuatan dielektrik (breakdown voltage) juga diukur dengan alat penguji breakdown voltage bertegangan DC dengan tegangan maksimum 250 kV.Hasil penelitian menunjukkan nilai konstanta dielektrik mengalami peningkatan ketika diimplan ion dengan dosis 4,69 x 1016 ion/cm2; 2,81 x 1017 ion/cm2; 6,56 x 1017 ion/cm2 dan 9,38 x 1017 ion/cm2 bila dibandingkan sebelum diimplan ion. Dengan nilai berturut-turut sebesar 49.62; 74.43; 118.53 dan 40.22. Dan faktor disipasi sebesar 0,094 %, 0,059 %, 0,085 %, dan 0,11 %. Faktor penyebab peningkatan nilai ? disebabkan terjadinya peningkatan ikatan aromatik C=C secara lokal pada dielektrik PVDF-HFP yang diimplan ion sebagaimana terlihat dari hasil uji sampel FTIR. Sedangkan nilai konstanta dilektrik mengalami penurunan ketika dimplan ion 1,41 x 1018 ion/cm2 dengan nilai sebesar 1.60. Adapun nilai kekuatan dielektrik mengalami penurunan dengan semakin banyak ion yang diimplan, yaitu mulai dari 90 kV/cm sebelum dimplan ion hingga 40 kV/cm setelah dimplan ion dengan dosis 1,41 x 1018 ion/cm2.