Pengaruh Penambahan Doping Boron Pada Sifat Kelistrikan Grafena Oksida Tereduksi

Penelitian ini menggunakan tempurung kelapa tua sebagai bahan dasar dari grafena oksida tereduksi (rGO). rGO merupakan hasil reduksi dari gugus fungsional oksigen grafena yang mengalami oksidasi yang ditandai dengan berkurangnya atom oksigen namun masih memiliki sifat menyerupai grafena. Tempurung kelapa menjadi salah satu material green carbon yang berpotensi menjadi sumber karbon yang efektif dan ramah lingkungan karena memiliki kandungan karbon yang cukup tinggi, sehingga berpotensi sebagai bahan dasar pembuatan rGO. Adapun tujuan dari penelitian ini yaitu untuk mengetahui pengaruh doping boron terhadap fasa, ikatan molekul, dan sifat kelistrikan dari rGO. Pada penelitian ini proses pendopingan boron menggunakan asam borat (H3BO3) dengan variasi perbandingan antara boron dengan rGO sebesar 1:5,7 (BG15) dan 1:3 (BG25). Proses sintesis rGO:B dimulai dengan pencampuran rGO dan asam borat lalu diaduk dengan magnetic stirer pada suhu 250oC dengan kecepatan 230 rpm. Berdasarkan hasil uji XRD diperoleh bahwa penambahan doping boron tidak mengubah fasa dari rGO. Adanya sedikit pergeseran puncak XRD untuk sampel BG25 disebabkan karena adanya unsur boron yang dipaksakan masuk kedalam struktur rGO. Hal itu diperkuat dengan hasil uji FTIR yang menunjukkan ikatan C=C, C-O, C=O, dan C-H untuk sampel rGO. Sedangkan untuk sampel rGO:B menunjukkan ikatan yang hampir sama yaitu C=C, C=O, C-H, C-O atau C-B. Dalam hal ini ikatan C-O dan C-B memiliki rentang serapan panjang bilangan gelombang inframerah yang sama (tumpang tindih). Adanya ikatan C-B mengindikasikan bahwa boron berhasil terdoping dalam struktur rGO. Dari hasil uji FPP dan Uv-Vis diketahui bahwa dengan penambahan doping boron mampu menurunkan energi gap optik dan meningkatkan nilai konduktivitas listrik dari rGO. Hasil nilai konduktivitas listrik untuk sampel rGO, BG15, dan BG25 berturut-turut sebesar 8,05x10-6, 1,22x10-5, 2,45x10-5 S/cm. Nilai konduktivitas untuk ketiga sampel termasuk dalam rentang bahan semikonduktor. ===================================================================================================== This research uses old coconut shells as a raw material of reduced graphene oxide (rGO). rGO is the result of the reduction of oxygen-functional group from graphene oxide which is characterized by reducing oxygen atoms, having similar properties as graphene. Coconut shell is one of the green carbon materials that has the potential to be an effective and environmentally friendly carbon source because of its high carbon content. The purpose of this research is to determine the effect of boron doping on the phase, molecular bonds, and electrical properties of rGO. In this research, the boron doped rGO was prepared using boric acid (H3BO3) with the concentration variation ratio between boron:rGO are 1:5.7 (BG15) and 1:3 (BG25). Synthesis process of rGO:B was done with the mixing of rGO and boric acid, which was then stirred with a magnetic stirrer at 250oC with a speed of 230 rpm. Based on XRD results, it was found that the addition of boron doping does not change the phase of rGO. There is a slight shift of XRD peak for the samples BG15 and BG25 due to the presence of boron which was forced into the rGO structure. This was confirmed by the FTIR spectra which shows C=C, C-O, C=O, and C-H bonds for the rGO sample. The rGO:B samples also almost has the same bonds, namely C=C, C-O or B-C, C=O, and C-H. In this case the C-O and B-C bonds have the same absorption range of infrared wavelengths (overlapping), indicating a possible formation of a B-C bond in rGO:B samples. Moreover, the results of the four point probe (FPP) and Uv-Vis measurements show that the addition of boron doping is able to reduce the optical band-gap energy and increases the electrical conductivity of rGO. The electrical conductivity of rGO, BG15, and BG25 are estimated to be 8.05x10-6, 1.22x10-5, and 2.45x10-5 S/cm, respectively. These values are indeed in the range of semiconductor materials