Nanostruktur merupakan teknologi nano baharu yang menjadi tumpuan industri pada masa kini. Bentuk nanostruktur boleh dibahagikan kepada (0-D) iaitu nanopartikel seperti titik kuantum (quantum dots) dan nano bintik (nano dots), (1-D) pula terdiri dari nano wayar (nanowires) dan nano rod (nanorods), (2-D) seperti nano tiub karbon (CNT) dan (3-D) pula terdiri daripada struktur pukal yang banyak seperti serbuk nano. Kebiasaan saiz skala bagi nanostruktur adalah bermula dari 1 nm hingga 100 nm. Nanostruktur mempunyai pelbagai kelebihan di dalam pelbagai bidang seperti industri tenaga, perubatan, solar sel, robotik dan teknologi, mekanikal, elektrikal dan bahan semikonduktor.

Semikonduktor merupakan bahan yang bersifat penebat dan konduktor pada masa yang sama. Nanoteknologi dalam bidang semikonduktor diaplikasikan pada nanostruktur di dalam peralatan peranti semikonduktor seperti diod, transistor dan litar bersepadu. Zink oksida merupakan salah satu bahan semikonduktor yang mempunyai pelbagai keistimewaan seperti jalur jurang yang luas dan tenaga pengikat yang besar sehingga 60 meV. Kebaikan jalur jurang yang luas sesuai digunakan di dalam pelbagai peralatan moden seperti sensor, biomedik dan optoelektronik.

Zink oksida telah disintesis mengunakan kaedah hidrotermal menghasilkan bentuk hablur nanostruktur 1-D. Dengan mengawal bentuk nanostruktur bahan ini, aplikasi bahan semikonduktor boleh diperluaskan. Bentuk hablur nanostruktur yang terhasil menggunakan kaedah hidroterma adalah nanobunga (nanoflower) dan nano rod berdasarkan Rajah 1. Nanostruktur semikonduktor mampu menunjukkan sifat jalur jurang yang lebih besar kerana luas permukaan bertambah dengan isipadu yang sama. Variasi ini memberikan perbezaan kepada sifat dan kelebihan yang dimiliki oleh setiap bentuk nanobahan.

Nanostuktur semikonduktor zink oksida telah disintesis melalui hidroterma dengan mengubah nilai pH larutan pada 7,8,9,10 dan 11. Kaedah sintesis hidroterma bagi zink oksida mengunakan bahan mentah zink klorida dan ammonia hidroksida. Nilai pH diubah dengan mengawal kandungan ammonia hidroksida. Nilai pH yang berbeza menghasilkan bentuk nanostruktur yang berbeza berdasarkan Rajah 1. Rajah 1 (A), (B) dan (C) menunjukkan gambar zink oksida nano rod di bawah mikroskop elektron pengimbas yang disintesis pada pH 7,8 dan 9. Manakala, rajah 1(D) dan (E) menunjukkan nano bunga (nanoflower) disintesis pada pH 10 dan 11. Cara yang digunakan untuk menghasilkan nanostruktur dapat mengubah bentuk yang diperolehi untuk digunakan di dalam pelbagai aplikasi. Kepelbagaian dalam bentuk dan saiz sesuatu nanobahan memberikan sifat jirim yang berlainan seperti nanorod sesuai untuk digunakan dalamperanti semikonduktor. Manakala, nanobunga (nanoflower) memberikan nisbah permukaan dan isipadu yang tinggi dan boleh meningkatkan penyerapan pada permukaan untuk mempercepat tindak balas kinetik. Bidang nanoteknologi mempunyai pelbagai kelebihan dan amat sesuai diaplikasikan di dalam peralatan moden abad ini.

Morfologi zink oksida yang disintesis di dalam pH yang berlainan (A)7, (B)8, (C)9, (D)10 dan (E)11.

Oleh,

Nurul Hidayah binti Ramli
Universiti Sains Malaysia (USM)
"Tempat ketiga bagi Pertandingan Menulis Artikel Sains"

Tarikh Input: 16/11/2020 | Kemaskini: 16/11/2020 | nursyahirah