Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

Abstrak :
Mikrokantilever (MC) telah banyak dipelajari untuk aplikasi sensor gas karena respon yang cepat, sensitivitas tinggi dan dapat dioperasikan pada suhu kamar. Agar dapat mendeteksi molekul gas karbon monoksida (CO) secara selektif, Al-doped ZnO nanorod (AZNR) dilapiskan pada permukaan MC (AZNMC). Pada disertasi ini, respon mikrokantilever yang dilapisi oleh ZnO nanorod terdoping Al terhadap gas CO diinvestigasi melalui perubahan frekuensi resonansi AZNMC. Selain itu, efek uap air terhadap adsorpsi CO dan sensitivitas sensor juga dipelajari. Pada penumbuhan ZnO nanorod, seed (benih) ZnO dilapiskan pada permukaan mikrokantilever dengan teknik pelapisan dip-coating dan RF sputtering, lalu ZnO rod ditumbuhkan dengan teknik hidrotermal. Dengan menggunakan teknik dip-coating, ZnO rod tumbuh dengan kerapatan sangat rendah (sekitar 16 rod/ mm²) di permukaan MC. Di sisi lain, dengan teknik RF sputtering, ZnO nanorod tumbuh secara vertikal dengan kerapatan tinggi (sekitar 333 rod/ mm²) di permukaan MC pada kondisi pertumbuhan hidrotermal 60 °C selama 2 jam. Pada percobaan awal uji efek gas, ZnO mikrorod (ZMR) dilapiskan pada MC (ZMRMC) untuk mempelajari respon terhadap CO pada udara lembab. Pengukuran frekuensi resonansi ZMRMC ketika diberikan gas CO dilakukan dalam dua kondisi, yaitu, dengan air flushing (kaya uap air) dan tanpa air flushing (lebih sedikit uap air) yang memompa udara ke dalam chamber eksperimen. Hasil penelitian menunjukkan bahwa terdapat perbedaan pergeseran frekuensi resonansi ZMRMC pada dua kondisi tersebut. Pada kondisi dengan air flushing, frekuensi resonansi menurun dan pada kondisi tanpa air flushing, frekuensi resonansi meningkat dengan adanya paparan gas CO. Sensitivitas didapatkan sekitar 9 fg/Hz. Selanjutnya, sebuah model berbasis kombinasi molekul air-CO diusulkan untuk menjelaskan hasil ini. Untuk meningkatkan respon terhadap gas CO, aluminium (Al) atom di-doping pada ZnO nanorods dengan metode sputtering. Hasilnya, deteksi CO dengan AZNMC pada suhu kamar telah sukses dilakukan untuk pertama kali dengan peningkatan sensitivitas sekitar 7 fg/Hz. Meskipun AZNMC juga dapat mendeteksi gas senyawa karbon lainnya, seperti CO₂ dan CH₄. Sensitivitas tertinggi didapatkan untuk gas CO. Adanya atom doping Al pada ZnO mungkin menjadi penyebab interaksi yang kuat antara ZnO nanorods dan CO, sehingga sensitivitas terhadap CO meningkat. Karena deteksi gas dengan menggunakan oksida logam dipengaruhi oleh kelembaban dalam kondisi ambien, maka efek uap air terhadap deteksi CO dan sensitivitas sensor dipelajari pada berbagai kondisi kelembaban relatif. Diketahui bahwa energi adsorpsi memainkan peran yang sangat penting pada adsorpsi CO, sehingga menyebabkan peningkatan sensitivitas sensor. Selain itu, model untuk deteksi CO pada permukaan AZNR juga diusulkan untuk menjelaskan fenomena adsorbsi CO. Pada observasi Signal-to-noise ratio (SNR), didapatkan puncak sinyal dengan intensitas yang sangat tinggi dengan SNR~10³ yang menunjukkan sinyal yang sangat bagus dan dapat dipercaya. Hasil riset ini mengindikasikan bahwa mikrokantilever yang dilapisi ZnO nanorod terdoping Al memiliki kontribusi di masa depan untuk pengembangan detektor CO yang sangat sensitif dengan respon cepat dan dapat beroperasi suhu kamar.

---

A microcantilever (MC) is a promising tool for gas sensors due to its rapid response, high sensitivity and operation at room temperature. For sensor application, a sensitive layer is generally coated to effectively detect a target molecule. To selectively detect carbon monoxide (CO) detection, Al-doped ZnO nanorod (AZNR) was coated on the MC surface (AZNMC). In this research, response of the AZNMC toward the gas was investigated by its resonant frequency shift. Moreover, effect of water vapor to CO adsorption and sensor sensitivity was studied. In the Zinc Oxide (ZNR) growth process, a seed layer was grown by hydrothermal method with dip-coating and RF sputtering coating technique. For the dipped seed layer, micro-sized rods with very low density (around 16 rod/ mm²) grew on the MC surface. On the other hand, vertically-alligned ZnO nanorods with high density (around 333 rod/ mm²) grew on the MC surface for the sputtered-seed layer at the growth condition of 60 °C for 2 hours. At initial performance test of gas effect, ZnO microrod (ZMR) was coated on the MC surface (ZMRMC) to study the MC response due to CO insertion in humid air. The measurement of resonant frequency of ZMRMC vibrations due to the CO gas was carried out in two conditions, that is, gas flow with (rich water vapor) and without (poor water vapor) air pumping into an experiment chamber. The results showed that the tendency for resonant frequency shift of ZMRMC due to CO in rich and poor water vapor conditions was different. At the first condition with air pumping, the resonant frequency decreased and at the second condition, the resonant frequency increased to CO exposures. The sensor sensitivity was about 9 fg/Hz. A water molecule-CO combination-based model was proposed to explain those results. To increase the response toward CO, aluminium (Al) atom was doped on the ZnO nanorods (AZNR) by sputtering method. We firstly succeeded to detect CO by using AZNMC at room temperature. A remarkable improvement of the CO gas sensing response of around 7 fg/Hz was observed. The MC with AZNR also detected other carbon compound gases, i.e., CO₂ and CH₄ gases. However, the highest sensitivity was observed for CO gas compared to CO₂ and CH₄ gases. The presence of Al atoms in ZnO is likely to be responsible for strong interaction between CO and Al-doped ZnO nanorods, enhancing the sensitivity to CO. Since the gas detection using a metal oxide was found to be influenced by humidity in the ambient condition. In this work, the effect of water vapor on CO detection and sensor sensitivity was investigated at varied relative humidity conditions. It was found that the surface energy plays a very important role on CO adsorption and causes the increase of sensor sensitivity. A model for CO detection through the AZNRs surface has been proposed to explain the CO adsorbing phenomenon. In Signal-to-noise ratio (SNR) observation, the very high intensity signal peaks with SNR of the order of 10³ indicated that the signal was excellent and trusted. These findings may contribute to future developments of highly sensitive toxic-CO-gas detectors with a fast response and room temperature operations without a device heating.

Abstrak :
Penggunaan smartphone dan tingkat cakupan internet di Indonesia setiap tahun semakin bertambah pesat dan luas. Menurut Kementerian Komunikasi dan Informasi Republik Indonesia, lebih dari 100 juta dari 250 juta penduduk Indonesia merupakan pengguna smartphone aktif pada tahun 2018. Dengan jumlah sebesar itu, Indonesia merupakan negara dengan pengguna aktif smartphone keempat di dunia setelah Tiongkok, India dan Amerika Serikat. Selain itu, tingkat cakupan internet di Indonesia pada tahun 2018 mencapai 82%. Salah satu jenis jaringan yang paling sering digunakan adalah jaringan pada pita ISM dengan frekuensi 2,45 GHz. Banyaknya pengguna smartphone dan internet di Indonesia saat ini mendorong penelitian terhadap pengaruh paparan gelombang radio terhadap jaringan-jaringan dalam tubuh baik dalam waktu yang relatif singkat maupun lama. Oleh karena itu, dirancang sebuah percobaan dengan menggunakan sebuah smartphone dengan Planar Inverted F Antenna (PIFA) pada frekuensi 2,45 GHz terhadap kepala manusia. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk melihat besarnya pengaruh frekuensi 2,45 GHz (rentang frekuensi Wi-Fi) terhadap kepala manusia dalam bentuk specific absorption rate (SAR). Penelitian ini dijalankan menggunakan sebuah software dan kepala manusia disubstitusikan dengan sebuah phantom kepala homogen yang terdiri dari tiga lapisan pada bagian otak manusia sebagai simulasi dan phantom semisolid yang diberi wadah kepala manusia hasil cetakan 3-D dalam percobaan nyata. Hasil sementara yang telah didapat melalui percobaan ini berupa persebaran SAR yang terkonsentrasi pada daerah yang dekat dengan penggunaan smartphone. ......Smartphone usage and the level of internet coverage in Indonesia are increasing rapidly every year. According to Ministry of Communication and Information of the Republic of Indonesia, more than 100 million of Indonesia’s 250 million residents are active smartphone users in 2018. With such a large number, Indonesia is a country with the fourth most active smartphone users in the world after China, India and United States. In addition, the level of Indonesia’s internet coverage in 2018 reached 82%. One of the most commonly used types of networks is ISM band network with frequency of 2,45 GHz. The number of smartphone and internet users in Indonesia currently encourages researches on the effects of radio wave exposure on human body tissues in a relatively short and long time. Therefore, an experiment that uses smartphone with Planar Inverted F Antenna (PIFA) at resonance frequency of 2,45 GHz against human head. The purpose of this experiment is to see how big the influence of 2,45 GHz frequency (Wi-Fi frequency range) on the human head in form of specific absorption rate (SAR). This experiment is run using software and the human head is substituted with a homogenous head phantom consisting of three layers in the human brain as simulation and semisolid phantom given a printed human head container using 3-D printer as real experiment. The temporary result obtained through this experiment is the concentrated form of SAR spread in areas close to smartphone usage.

Abstrak :
Pada aplikasi wireless power transfer, rangkaian bekerja pada frekuensi resonansi. Berbagai antena memiliki karakteristik frekuensi resonansi yang berbeda. Untuk memenuhi kebutuhan tersebut, dirancang sebuah alat berbasis mikrokontroller yang memungkinkan pengguna menentukan frekuensi yang akan dibangkitkan. Untuk memenuhi kebutuhan tersebut, dirancang sebuah alat berbasis mikrokontroller yang memungkinkan pengguna menentukan frekuensi yang akan dibangkitkan. Hasil pengujian dengan 2 tipe antena berbeda menunjukkan perbedaan karakteristik frekuensi resonansi. Pengaturan frekuensi juga menunjukkan konsumsi daya terkecil rangkaian transmitter terjadi pada frekuensi resonansi antena. ......On the application of wireless power transfer, the circuit works at the resonant frequency. Various antennas have different characteristic of resonance frequency. To fulfill this needs, device based on microcontroller that allows the user to specify the frequency have been designed. The test results with two different antenna types showed differences in the characteristics of the resonant frequency. Frequency setting also showed the smallest power consumption of the transmitter circuit occurs at resonant frequency of the antenna.