Indonesian Journal of  Electrical  Engineer ing and  Computer Science   V o l. 10 , No . 3, Jun e   20 18 , pp . 89 7 ~ 90 ISSN: 2502-4752,  DOI: 10. 11591/ij eecs.v10 .i3.pp897-904          8 97     Jo urn a l  h o me pa ge : http://iaescore.c om/jo urnals/index.php/ijeecs  Back- t o- Back S c hottky Diode  f rom Vacu um Filtered and  Chemically Reduced Graphene Oxide       Siti Nadi ah  Che Az mi 1 , Sh aharin  Fadz li  Abd  Rahm an 2 , Abdul  Man a f H a shim 3   1,2 Faculty  of Electrical  En g i neer ing, Universiti Te knologi Malay s ia, Malay s ia  3 Malay s ia-Jap an  Intern ation a l  In stitute of  Techno log y , Univ ers iti   Teknologi  Mal a y s ia, Malay s i a       Article Info    A B STRAC Article histo r y:  Received  Ja n 15, 2018  Rev i sed   Mar  12 , 20 18  Accepted  Mar 28, 2018      This paper prese n ts fabrica tion o f  re duced gr aphe ne oxide (rGO)/ s ilicon (Si)   back-to-b ack Schottk y  d i ode (B BSD) through gr aphene oxid e  (GO) thin film  formation b y  v acuum filtration  and  chemical  reduction of  th e film via  ascorbic acid . In order to understand  and assess the viability  o f  these two   processes, process condition  and  parameters were varied and  analy z ed. I t  was   confirm e d th at t h e GO film  thic kness c ould be  controlled b y   ch anging GO   dispersion volum e and concent r ation .  Filtration  of 200  m l  of 0 . 4 ppm  GO  dispersion produced average f i lm thickness of  53 nm. As for the reduction   process, long duration was required to  produce h i gher reduction  degree. rGO  film that und er went two times  reduction  at  bef o re and  after  tra n s f er proces s   with con centr at ed as corb ic  ac i d  gave  the  low e s t  s h ee t res i s t a n ce of  3.58   M /sq. In the  fi nal p a rt of  the  p a per,  result  of  th e BBSD devic e   fabric ation   and curren t -voltage ch aracter i zation we re show n. The fo rmed two rGO/Si   Schottk y  jun c tio ns in the BBSD gave b a rrier height of 0 . 63 and   0.7 eV. Th presented  results confirmed th e viabi lity   of f a bricating rGO-b a sed dev i ce  using a simple method  and witho u t requ irement o f  sophis ticated  equipment. K eyw ords :   Back-to-B ack  S c hottk y Diod e   Vacuum  filtr at io n   Copyright ©  201 8 Institut e  o f   Ad vanced  Engin eer ing and S c i e nce.  All rights re se rve d Co rresp ond i ng  Autho r Sha h ari n  Fa dzl i  Ab d R a hm an,  Facu lty of Electri cal Engineering,  Un i v ersiti Tekn o l o g i  Malaysia,  8 131 0 Joho r B a h r u ,  Joho r, M a laysia.  Em a il: sh ah ari n fad z li@u t m . my       1.   INTRODUCTION  Owi ng t o   gra p hene ’s  fasci n at i ng  pr o p ert i e and c h a r act eri s t i c s, i t  has bee n  re gar d e d  as  a pr om i s i ng  m a t e ri al  whi c h  coul d re v o l u t i oni ze sem i con duct o r a n d el e c t r o n i c  t echn o l ogy . R ece nt  y ears, e f f o rt ha v e  bee n   m a de t o  i n co r p o r at gra p hen e  i n t o  exi s t i n g  sem i conduct o devi ces  i n   o r der  t o  e n han c e  de vi ce  per f o r m a nce  an d  its fun c tio n a lity [1-3 ].  On o f  t h e si m p lest g r ap h e n e -b ased  d e v i ces is Scho ttky d i o d e  m a d e  fro m   gra p hene/ s em icon d u ct o r  ju n c t i on [4 , 5] T h e devi ce o p e r at i o n   has   bee n   al rea d y  dem onst r at ed o n  v a ri o u s   semico n d u c tors su ch  as silico n   (Si),  g a llium arsen i d e  (GaAs), silico n   carb i d e  (SiC), an d   g a lliu m   n itrid (Ga N ) [6-8]. E l ectrical characteristics  of t h e grap he ne/ s e m i c ond uct o r j unct i o n i s  kn o w n t o  be s u sce p t i b l e  t o   cert a i n  m o l ecul e s, t hus m a ke i t  favou rabl e t o  be ex pl oi t e d  i n  desi g n i n g and  fab r i cat i n g  el ect roni c che m i c al  sens or [ 9 - 1 1] .   Whe n  t w o Sc hot t k y  el ect ro des a r de po s i t e d o n t o  a se m i cond uct o r s ubst r at e, a  si m p l e  devi ce   st ruct u r e cal l e d bac k -t o - bac k  Sc hot t k y  di ode  (B B S D)  coul be f o rm ed. T h e B B S D ha s si m p l e  devi ce   st ruct u r e com p ared t o  a com m on si ngl e Schot t k y  di ode a nd i t  has bee n   i nvest i g at e d  f o r vari ou s ap pl i cat i ons   suc h  as ph ot o d et ect or a nd s e ns ors [ 1 2, 1 3 ] . In spi t e  of t h e adva nt age s  of t h e B B S D ,  rep o rt e d  wo r k  o n   gra p hene B B S D i s  rel a t i v el y  l i m i t e d. Thi s   wo rk  f o cu ses  on  fa bri cat i o of  gra p he ne B B SD st r u ct u r e  usi n g   si m p le an d  low co st fab r icat io n  techn i qu e. A h i gh - q u a lity g r aph e ne g r o w n  b y  ch em i cal v a p our d e po sitio (C V D ) t e c h ni q u e m a y  not  be   sui t a bl e f o r m a ss p r o d u ct i o of  a l o w c o st   B B S devi ce.   An  al t e rnat i v e   of t h Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN 2 502 -47 52  I ndo n e sian  J Elec Eng  & Com p  Sci, V o l. 10 No 3 ,  Jun e   2 018  :   89 7 – 90 89 8 C VD  gra p hene  i s  reduc ed  gra phe ne  oxi de ( r G O ) . T h e r G O   i s  a grap he ne  deri vat i v e,  whi c h can  be ch e m i cal l y   fun c tion a lized   to  m o d i fy its p r op erties an d  t o  en ab le selectiv e sen s i n g   operatio n   [14 ] . In  th is work, an  rGO  fi lm  was obt ai ned  by   m eans of vac u um  fi lt rat i on of  gra p h e ne o x i d e ( G O )  di spe r si o n  an d chem i cal reduct i o n   p r o cess.  Un d e rstan d i n g   t h ese two  p r o cesses is  sig n i fican t   in  ord e r to  en su re the feasib il ity an d  reliab ility o f   the ove r all fa brication process  of the  BBSD  device.  In   v acuu m  filt ratio n   p r o cess, v o l u m e o f  GO d i sp ersi o n   was v a ried  to   ev alu a te th e po ssib ility o f   co n t ro lling  GO th in film  t h ickn ess.  On m u st b e  ab le to  con t ro l thin  film  th ick n e ss wh en fab r icatin sem i cond uct o r  devi ce . As  f o r chem i cal  reduct i o n  p r oc e s s ,  ascorbic aci d (L-AA)  was  use d  as a re duction  ag en t.  L-AA is a n a tural and   safe redu ctio n   ag en t th at is  as  efficient as  widely use d  re duction age n t s u c h  a s   hy d r azi ne [ 1 5- 17] . E ffect   of r e duct i o n t i m and L - AA c o n cent r at i o n was  i nvest i g at e d . B e si des, t h i s   wo rk al s o   assessed  whet her t h pr oces s seque nce ha s  si gni fi cant  i n fluence on the  electrical  characteristics of the rGO  fil m . In  t h final sectio n   o f  this p a per, the el ectrical charact eristic of th fa bricated BBSD is prese n ted.  From   the current - vol t age ( I - V)  ch aracteristic, th e j u n c tio n   p r operties, n a m e ly  b a rrier h e igh t , id eality facto r  and   series resistanc e  were e x tract ed. T h e ext r action  of th Scho ttk y ju n c tion   p r op erties is sig n i fican t in  ord e r t o   allo w an alysis o f  th e BBSD  op eration .       2.   R E SEARC H M ETHOD  A GO th in   film was fo rm ed  b y  sep a rating GO fl a k e f r o m  di spersi o n   sol u t i o n t h ro u gh  vac uum   filtratio n .  GO aq u e ou d i sp ersion   with  sp ecific v o l u m an d  con cen t r atio n   was filtered  th roug h  a  mix e cellu lo se ester me m b ran e  (M CE) with  av erag e po re size o f  20  n m . Prior to  th e filtr atio n, th e GO d i sp ersi o n   was d i l u ted  to   certain  con c en tratio n s  and  was u ltraso n i cated  fo 1   h o u r . Th is is to  allo th e GO flak es  to  be  di spe r se d e v en l y  i n si de t h e  a que o u s s o l u t i o n.  G O  fi l m s were  pre p are d   fr om  di spersi on   wi t h   vol um e of 5 0 ,   10 0,  15 0 an 20 0 m l . The  conce n t r at i o of t h e di s p er si on  was fi xe at  0.4 p p m .  The sel ect ed pr ocess   param e t e rs we re ad o p t e d f r o m  repo rt ed  wo rk  do ne  by  G o ki  Eda  et al . [ 1 8] . O u prel i m inary  e xpe ri m e nt  has  sho w n t h at  t h e  GO  fi l m  t h i c kness c o ul not   be  preci sel y  de t e rm i n ed w h e n  t h e G O  i s   o n  t h e r o ug h s u rfa ce of   MCE filter. Th e filtered  film n eed ed  to  b e  tran sfer red o n t o  g l ass su b s t r ate b e fo re it  is read to  be  characte r ized  by Atom ic Force Microsc ope (AFM ).  From th e AFM imag es, film   th ick n e ss and  rou ghn ess  was a n alyzed.  Next ,  f o r  i n ves t i g at i on  of  re d u ct i o n   pr ocess   vi a L - A A  s o l u t i on,  t w o L - A A  c onc ent r at i o ns  (i .e.  0 . 4 6   m g / m l  an d  13 .6  m g / m l) were co n s idered . Th e con cen t r atio n   v a lu es were selected  after rev i ewing  mu ltip le  rep o rt e d  w o r k s .  R e duct i o n p r ocess wa s d o n e  by  im m e rsi ng t h e G O  fi l m   i n t o  L- AA s o l u t i on  heat ed at  80 °C   fo r vari ou s du r a t i ons ra ngi ng  fr om   t o  7 2 0  m i nut es.  T h e p u r p ose of   t h i s  obs er vat i o n  wa t o   i d e n t i f y   t h t i m e   whe n   t h e red u c t i on pr ocess   co m p l e t e d.   It  i s   wo rt h t o  hi g h l i g ht  t h at  m o st  of t h rep o rt e d   w o r k s o n   re duct i o n  p r oces were  usi n g  G O   dispe r sio n   rath er tha n   G O  fil m  [15,   16]. In  case of the  GO thi n   film   red u c tion ,  on ly th GO on   film surface  are ex po sed  t o  L-AA so lu tion .   Sub s equ e n t l y , th GO  o n  t h e su rface will b e  h i g h l redu ced co m p ared to  t h at  at the center of the film In the actual fa bri cation process  flow of  our B B SD de vice, t h e chem ical reduction  pr ocess can  be  do ne bef o re o r / a n d  aft e r t r an sfer o f  G O  fi l m  ont o Si  subs t r at e. Tabl e 1 l i s t s  up fo ur  po ssi bl e   p r o cess co nd itio n s  con s id ered in  th is wo rk Th d i ffere n c e b e tween  th ese fou r  con d itions after redu ction  and  trans f er was   depicted i n  t h table. For RGO1 a n RGO2, only  one  s u rface was  e x pos e d t o  L - AA solution.  Fo r  R G O3  and  RG O4 r e ductio n  w a d one tw ice w h ich ar e  b e fo r e  and  a f te r  th e  tr an s f er .  In  s u ch   ma n n e r,   bot h thin film   surfaces are e x pos ed  to the L-AA. The re duc e d GO was ch a r acterized by R a m a n Spectros c opy  w ith  laser w a velen g t h of   51 4.5   n m  to  an alyze th e ch em i cal st ruct ural  c h a nge  u p o n  t h r e duct i o p r oce ss. T o   evaluate the el ectrical prope rties of  t h rG O, t h r GO  we re t r an sfe rre ont o t h e r m a ll y oxi di zed Si  s u bst r at e.   Sheet resistanc e  of the rGO  film  was  m eas ure d  usi n g fo u r - poi nt  pr o b m easur em ent with  source-measure   u n it  (Keith ley  m o d e l 2 4 0 0 ).  Based   o n  th ob tain ed Ram a n  sp ectru m  an d   sh eet resistan ce, th e co m p atib ility o f   p r o cess cond itio n in   Tab l 1  i s  d i scu ssed .                         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In d onesi a n  J  E l ec En g &  C o m p  Sci    ISS N :  2 5 0 2 - 47 52       Ba ck-t o -Ba c S c ho ttky Di od e fro m  Va cuum  Filte red  and  C h emica lly… (S iti Na d i ah  C h Azmi)  89 9 Tabl 1.  Fo ur  r e duct i o n c o n d i t i ons  use d  i n  t h i s  wo r k   Condition label  Description  GO fil m   after reduction and transfer  RGO1  Bef o re transf er (0. 46  m g / m L-A A )   RGO2  Af ter  transf er (0.46 m g / m l L- AA)   RGO3  Bef o re and af ter tr ansf er (0.46  m g / m l  L-A A )   RGO4  Befor e  and after  transfer  ( 13. m g /m l L - AA)      Based on the result from  the  above  ex peri m e nt s, t h e fab r i c at i on pr ocess f l ow an d p r oce ss con d i t i o n   w e r e  d eci d e d. Figu r e  1 sh ow s t h e layou t  and  cr oss- sectio n   o f  th e f a b r icated BBSD  an d th e f a br icatio pr ocess fl ow For t h e act ual  B B S D de vi ce,  a GO  di spe r si on  wi t h  co nce n t r at i o n an d v o l u m e  at  0.4 p p m  and  2 0 0  m l , resp ect iv ely were  u s ed  in   v acuu m  fil t ratio n   p r o cess.  Th e form ed  GO  film  o n  filter p a p e was cu t in to  0. 8 m m  × 0.8  m m  and t h en  was p a t t e rne d   i n t o  a de si re sha p e by   del a m i nat i ng u n w a nt ed a r ea usi n g st i c ky   pape r.  The  pat t erne GO  fi l m  was t r a n s f er re ont o p r e- cl eaned  n - t y pe Si  s ubst r at e com m o n  m e t hod  use d   by   ot he r resea r che r s. R e d u ct i o n pr ocess  was pe rf orm e d aft e r t h e t r ans f e r  usi ng  0. 46 m g /m l L-A A  sol u t i o n at  8 0   °C fo r 720  m i n u t es. Th d e v i ce fab r ication   was co m p let e d   b y  d e po sitio n of  go ld  t h in   fil m  o n t o rGO v i p h o t o litho g raph y and  ion  co ater. Th pu rpose o f   go ld  th i n  fil m  d e p o s ition  is to  m i n i mi ze co n t act resi stan ce  during probi ng for electrica m easurem ent. The elect ric a l characteriza tion of the fa bricated BBSD was   per f o r m e d usi ng s o urce -m easure  u n i t .  The  vol t a ge  was  appl i e d at  i n n e r r GO el ect r ode , w h i l e  t h e  out er   electrode  was  s e t as ground.        Fi gu re 1.   (a St ruct ure o f   t h e  B B S a n d   ( b )  Devi ce fa bri cat i on p r oces fl o w       3.   R E SU LTS AN D ANA LY SIS  3.1.   Vacuum filtered  GO film  Fi gu re 2 a n d 3  sho w AFM  i m ages and  hei ght   pr ofi l e s f o r  GO  fi lm  on gl ass su bst r at es,  respect i v el y .   From  the line  pr ofile, t h e thi c kne ss a n d  r o o t -m ean-squa re  (RM S ro u g h n e ss f o r e ach  sa m p le were dete rm ined  and plotte in Figure 5.  T h e GO film   made  from   50  m l  G O  s o lution see m to have  gra i ny and  rough  surface  an d   po or  un ifor m i ty. I t s su r f a ce r o u ghn ess  w a s clear ly h i ghe r tha n  ot he r sam p les. W e   spec ulate that in case   of  50 m l , the  num ber of GO flakes was  not enough to   cove r all the filter  m e m b rane surface. Above the  vol um e of 100  m l , t h e GO average t h i c knes s  i n creased i n   pr o p o r t i onal  t o  GO sol u t i on  v o l u m e . The  m i ni m u m   fi lm  t h i c kness   whi c h c oul b e  o b t a i n e d   usi n g  o u r  set u p  i s  ar ou n d   20  nm . O n  t h ot he han d ,  n o  si g n i f i cant   correlation bet w een dispersion  vol um and surface roughne ss.  The roughness of  the formed film  is around  to  7  n m No te th at  th effect o f   tran sfer p r ocess  to  th e qu ality o f  th e GO  fil m  n eed s to  b e  con s id ered  wh en   analyzing the  AFM im ages. The observ ed  crack s, ripp les an d  fo ld s in  th e AFM im ag es  m i ght be cause d by   the  tra n sfe r  process.     Au Au Si Si 8m m   x   8   mm 7   mm   x   7   mm Si rGO rGO rGO Au Au Au 2. 5   mm 1m m 2   mm V a c uum   f ilt r a t i o n Tr a n s f e r   pr oc e s s R e duc t i on   vi a   as c o r b i c   ac i d P a tte r n i n g   RG O   el ec t r o d e Go l d   de pos i t i on (a)  (b) rGO   Hi g hl y  reduced Substr ate   rGO  Hi g hl y  reduced Substr ate   Highly  r e duced rGO  Substr ate   Highly  r e duced rGO  Substr ate   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN 2 502 -47 52  I ndo n e sian  J Elec Eng  & Com p  Sci, V o l. 10 No 3 ,  Jun e   2 018  :   89 7 – 90 90 0     Figu re  2.  A F M  im ages f o r  G O  film  from  diffe rent s o lu ti on   v o lum e   ((a)   5 0 , ( b ) 1 0 0 ,  (c) 15 a n d (d ) 20 m l         Fi gu re  3.  Hei g ht  p r ofi l e s al o n g  t h e  re d l i n e  i n  t h e  A F M  i m ages  ((e 50 (f 10 0,  ( g )  1 5 0  a n (h 20 0 m l )           Fi gu re  4.  (a A v era g e t h i c k n e ss an (b r o u g hne ss as  a f u nc t i on  of  di s p ersi on  v o l u m e       3. 2.   Re duced  GO fi l m     In   o r d e r to   d e t e rm in e th e ele c tron ic an d  st ru ctur al propert i es changes in  GO a nd  rGO film , Ra man   sp ectro sco p y   was carried  ou t  to  in terpret th e ch an g e  in  t h obt ai ne spect r a . Fi g u re  5  sh o w s R a m a n spe c t r a o f   GO a nd  rG O.  Tw o pr om i n en t  peaks ap pea r  at  arou n d  1 3 4 7  and a nd  15 9 7  cm -1 , whi c h ar e l a bel l e d as D  and  G   peaks, res p ectively [19]. A s o  calle d 2D  band appeare d  at  2688 cm -1 .  D  o v e r G i n ten s ity ratio  (I D /I G ) can  be   0 10 20 30 40 50 60 0 1 00 2 0 0 3 00 Thickness   (nm) Dispersion   volume   (ml ) 0 5 10 15 20 25 30 0 1 00 2 0 0 3 00 RMS   ro ughness   (nm) Dispersion   volume   (ml ) Scan Distance  ( a )   ( b ) ( c ) ( d ) (a )   (b) (c)   (d) Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In d onesi a n  J  E l ec En g &  C o m p  Sci    ISS N :  2 5 0 2 - 47 52       Ba ck-t o -Ba c S c ho ttky Di od e fro m  Va cuum  Filte red  and  C h emica lly… (S iti Na d i ah  C h Azmi)  90 1 use d  t o  asses s   t h e re duct i o d e gree  of  G O The  hi g h er i n t e nsi t y  rat i o  i n d i cat e hi ghe r re duct i o deg r ee  whi c is ge nerally attributed t o  a  de crease  of the a v era g e si ze of   th e sp 2 do m a i n s af ter  t h r e du ctio n [17 ] . Based   on  Fi gu re 5,   I D /I G   in creased   fro m  0 . 99  to 1.15  after th redu ction .           Fi gu re  5.  R a m a n s p ect ra  o f   G O  a n d  r G O       Fi gu re  6 s u m m a ri zes t h e  cha n ge  of  I D /I G   ov er redu ction  time fo d i ffer en redu ction  co nditio n .  Th ere  was no  si g n i fi can t d i fferen ce b e tween  all the redu ctio n   con d ition s . In  g e n e ral, h i gh er red u c tion  d e gree  was  ach iev e d  at lon g e r redu ction ti m e . No  clear sign   o f  com p le tio n  of the redu ction   p r o cess ev en  aft e r 720   minutes. This  result indicates  that co m p ared   to  GO d i sp ersi o n   redu ction ,   GO t h in  film  red u c tion  is a pro cess  wi t h  m u ch sl o w er  rat e . A f t e r 7 20 m i nut es  red u ct i o n, R G O 2   gave t h e  hi g h est  I D /I G   val u e. As depi ct ed  i n     Table  1, the  c h aracterize d  s u rface for sa m p le RGO2  (i .e. top s u rface ) is the  surfac e  which  was  directly   exp o se d t o  L - AA . Thi s  e xpl ai ns t h e di ffe r e nce bet w een  R G O 1  an d R G O 2 . R G O 3   gave t h e l o we st  I D /I G   v a lu e. In  case  o f   do ub le-si d ed  redu ctio n, the redu ctio n  time is calcu lated   as th e to tal  o f   red u c tion  tim at b o t si des.  Fo 7 2 0  m i nut es red u c t i on,  re duct i o n  t i m e for  o n e  si de  was   36 0 m i nut e.  We  spec ul at e t h a t  t h e   redu ction  ti m e  was no t lo ng   en oug h  t o  p r od u c ed   h i gh  redu ctio n   d e g r ee.  Th is resu lted  in  th e low I D /I G  val u e.   R G O 4   gave  t h e sec o n d   hi g h est  re d u ct i o n  de gree.  B a se on t h obt ai ned  res u l t ,  re d u ct i o n  aft e r  t r ansfe r   pr ocess   m a y   prod uce bet t e r re duct i o n de gree .           Fi gu re 6.   I D /I G   as fu n c tion   of red u c tion  tim e fo r d i fferen t con d ition s       The re duction  degree wa s also eval uated from  the  m easure m ent of thin  film  sheet resistance. Film   wi t h  hi g h  re d u c t i on de gree s h oul d ha ve l o w sheet  resi st anc e . Tabl e 2 s h o w s t h e o b t a i n e d  sheet  resi st a n ce f o r   sam p les after  d i fferen t  redu ctio n  cond itio ns. Th e re du ctio n  tim e was fix e d  at 72 0  m i n u t es. Th e obtain e result showed alm o st good  agreem en t with  th e Ram a n  sp ectro sco p y  resu lt. RGO4   h a s th e lowest  sh eet   resistance  of 3.58 M /sq .  Th i s  v a lu e is in  t h e co m p arab le  or der   wi t h  fi n d i ng rep o r t e d b y   G.  E d et al.  [1 8] RGO2  con d itio n g a v e   second  lowest sh eet  resistan ce. The v a lu e was  2 . 3  tim es h i g h e r th an th at  for  RGO4 Alth oug h th RGO4   g a v e  the lo west  sheet  resistance we  ha ve c h osen the R G O2  proc ess condition  for the   act ual  fabri cat i on  of t h e B B S D. It  was f o un d t h at , chem i c al  reduct i o n be fo re t r ans f er  w a s pr one t o   G O  fi lm   d e lamin a tio n   fro m  th e filter. Th is m a y p r od uce vo id  and  crack  at th e resu lt ed   rGO  fil m 1000 2000 3000 4000 5000 6000 R a m an s h i ft (  cm- 1 ) Intens ity  ( a .u.)   GO RG O D G 2D Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN 2 502 -47 52  I ndo n e sian  J Elec Eng  & Com p  Sci, V o l. 10 No 3 ,  Jun e   2 018  :   89 7 – 90 90 2   Tabl 2.  Sheet   resi st ance  of  r G O  fi l m  obt ai n e fr om  di ffere nt  re d u ct i o n  co ndi t i o n   Sa m p le   Sheet resistance  ( M /sq)  RGO1 15. 59   RGO2 8. 23   RGO3 13. 23   RGO4 3. 58       3. 2.   F a bri c a t e d  B B S D  de vi ce  Figure  7(a)  shows  the  im age of tr an sferred  rGO  on  Si  substrate.  Alm o st all th e p a ttern ed   rGO  fil m   was tran sferred  on to  th e su b s trate. Fig u re 7(b )  sh ow s th e co m p leted  BBS D d e v i ce after g o l d  film d e p o sitio n.  The m easured  I - V  ch aracteristics is sh o w n  in  Figu re  8. Th e ob tain ed  curv e sh ows si m i larity w ith  th ch aracteristics o f  a si ng le Scho ttk y d i o d e . At  1 0  V, th r ectification  ratio (i .e. current rati o at forward  over at   reve rse bi as ) w a s 12 .1 6. T h r e l a t i v el y  hi gh r ect i f i cat i on rat i o  co ul be ex p l ai ned by  t h n o n - i d e n t i cal  area o f   t h e t w o Sc hot t k y  j u nct i ons  i n  t h e B B S D .   N o t e  t h at  i n  c a s e  of  o u r  de vi c e  an d m easure m ent  con f i g ur at i on, at   p o s itiv b i as, t h e BBSD curren t is d e term in ed  b y  th rev e rsed   b i ased   o u t er Sch o ttk y electrod e.  On  t h o t h e h a nd , wh en   n e g a tiv b i as is ap p lied, t h e inner circle  Scho ttk y electrod e  will li mit th e cu rren v a lu e. Si nce the  o u t er electrod e  h a s larg er area th an   inn e r ci rcle electro d e , t h e cu rren t at positiv e b i as b e ca m e  h i g h e r th an  th at   i n  ne gat i v e  bi a s       Fi gu re  7.  C a m e ra i m ages of  t h (a)  r G O  fi l m  on Si  an ( b ) c o m p l e t e d B B S devi ce         Figure  8. I-V c h aracteristic of the  fa bricated BBSD      Scho ttk y p a rameters su ch  as b a rrier  h e igh t , id eality  facto r  o f  t h e two   j u n c tio ns in  the  BBSD were  extracted  by adopting proce d ur e pr opo sed b y  S. Av er ine  et al . Prior  to the extracti o n, effe ct of  series   resistance was  excluded from  measurem e n t resu lt. Series resistan ce is a to tal resist an ce orig in ated  fro m   gol d/ r GO c o nt act  resi st ance,  rG O resi st a n ce  and  Si  su bs tra t e resistance. T h e series  resistance wa s calculated  fr om   t h e sl ope  of  I - V  lin ear  reg i o n  at h i gh p o s itiv e b i as  [20 ] . Th e series resistan ce was 84 3   . T a ble 3  su mm arizes th e Scho ttk y p a ra m e ters o f  th Scho ttk  jun c tion in the  de vice. The estim ate d  ba rrie r  hei g hts are   hi g h er t h a n  re po rt ed  val u b y  M .  Zh et al.  [21 ] It is d i fficu lt to m a k e  fair co m p ariso n  with th rep o rted  wo rk   as  t h e rG O wo rk   f u nctio is  likely  diffe rs with ou r de v i ce.      Tabl 3. T h e  e x t r act ed  Sc hot t k y  pa ram e t e rs  Schottky  par a m e ter s   I nner  electr ode  junction  Outer  electr ode junction   Bar r i er  height ( e V)  0. 63   0. Ideality factor  1.004  1.02    (a)   (b ) Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In d onesi a n  J  E l ec En g &  C o m p  Sci    ISS N :  2 5 0 2 - 47 52       Ba ck-t o -Ba c S c ho ttky Di od e fro m  Va cuum  Filte red  and  C h emica lly… (S iti Na d i ah  C h Azmi)  90 3 4.   CO NCL USI O N   Two  m a in  fab r ication   p r o c esses,  n a m e ly  v a cu u m  filtratio n  and  L-AA ch em ical redu ction   was  i nvest i g at e d Go  fi l m  t h i c kness ca be t une d t o  s o m e  ext e n d   by  v a ry i ng  G O  di spersi o n  v o l u m e  and   conce n t r at i o n.   Vary i n vol u m e of  0. 4 p p m  di spe r si o n   fr o m  50  m l  t o  20 0 m l  resul t e d i n  fi l m  t h i c knes s  fr om   20 t o  5 3   nm . Next , L- A A  re d u ct i on  p r oces s wi t h  di ffe rent  r e duct i o n c o n d i t i ons wa s eval uat e d.  The  red u ct i o n   of  GO t h i n  fi l m  i s  foun d t o   b e  rel a t i v el y  sl ow p r oce ss. L o n g  re duct i o n t i m e was re qui red  t o  hi g h l y  red u c e  t h GO  fi l m . It  can  be c oncl ude d t h at   re duct i o n a f t e r t h e  t r a n sfer  p r oce ss m a y  pr o duce  hi g h l y  re duce d   G O  fi l m   with  low sheet resistan ce.  Fin a lly, th e BBSD was  fab r i cat ed and its electrical characteristics was m e a s ure d From  t h obt ai ned  cu r v e, t h rG O/ Sch o t t k y   j unct i o ns  p o sse ss ba rri e r   hei g ht  o f   0. 6 3  a n d   0. 7 e V .       ACKNOWLE DGE M ENTS  Thi s  w o rk  has  been  su p p o r t e d by  r e searc h   uni versi t y  g r a n t  ( 0 3 G 22 a n d  13J 8 3 ) a n d F u n d am ent a R e search  Gra n t  Schem e  (4F6 38 ) o f  M i ni st ry  of E d ucat i o n ,   M a l a y s i a . S.N. C .  Azm i  t h ank s  M i ni st ry  of  Hi g h er   Ed ucat i o n  f o r  f i nanci a l  s u p p o r t  du ri n g   her  M a st er p r og ram .       REFERE NC ES   [1]  K. S. Novoselov   et al. , "A roadmap for  graphen e ," Nature,  vol. 49 0, no . 7419 , pp 192-200, 2012 [2] H.  Yang  et al. , "Graphene Barr istor, a Tr iode De vice with a Ga te -Controlled Sch o ttk y  B a rri er,"  Sc i e nc e,   vol. 336 no. 6085 , pp . 11 40-1143, 2012 [3]  S. F. A. Rahman  et al. , "Room temperatur e nonlinear operatio n of a  graphene-based three-branch nanojunctio device with  ch emical dop ing,"  A pplied  Physi c s Lett ers,  vol. 100 no. 19 , p .  19311 6, 2012 [4]  C. C. Chen   et al. , "Graphen e -Silicon Schottk y  Diodes,"  Nano Letters,  vol. 11 , no 5, pp . 1863-186 7, 2011 [5]  A. Di Bartolom eo, "Graphen e  Schottk y  diod es:  An expe rimental review of th e r ectif y i ng graph e ne/semiconducto r   hetero junction,"  Physics  Reports- R ev iew S e c tion  of Ph ysics Let t er s,  vol. 606, pp. 1 - 58, 2016 [6] D.  Tomer  et a l . , "Carrier transpo r t in rev e rse-biased  graphen e /sem iconductor Scho ttk y  junctions,"  Applied  Physi c Letters,  vo l. 106, no. 17, 2015.  [7] S .   S h ivaram an   et al. , "Schottk y   barrier  inhomogeneities  at the in terface of f e w lay e r   ep itax i al graphene  and silico n   carbid e ,"  Applied Physics Letter s,  vol. 100, no. 1 8 , 2012 [8] S.  Tongay   et al. , "Rectification  at Graphen e -S emiconductor Interfaces: Zero-Gap  Semiconductor-Based Diodes , Phys ica l  R e v i ew  X,   vol. 2 ,  no . 1 ,   2012.  [9] R.  Garg   et al. , "Work Function  Engineering o f   Graphene,"  Nanomate rials,   vo l.  4, no . 2 ,  pp . 267 -300, 2014 [10]  H.  Y.  Kim  et a l . , "Chemically  M odulated  Graph e ne Diodes,"   Nano Le tte rs,   vol. 13 , no . 5 ,  pp . 2182 -2188, 2013 [11] A.  Singh  et al. , "Tunable Reverse-Biased Gr aphen e /Silicon Hetero juncti on Schottk y  Diode Sensor,"  Small,  vol. 10,  no. 8 ,  pp . 1555- 1565, 2014 [12]  Y.  B.  An  et al. , "Metal-semicon ductor-metal  photode tectors bas e d on graphene/p-ty p e silicon Schottk y  jun c tion s ,"  Applied  Ph ysics  Letters,  vo l. 102, no. 1, 2013.  [13]  S. Y. Chiu  et al. , " High-Sensitiv i t y  Met a l-Sem i co nductor-Met al H y dr ogen  Sensors With a Mi xture  of Pd and SiO 2   Forming Three- Dimensional Dipoles,"  IE E E  El ec t r on De vi ce  Le tt e rs,   vol. 29 , no 12, pp . 1328-13 31, 2008 [14] C.  Rein er-Rozm a et al. , " E lectr onic Biosensing   with  Function a li zed rGO FETs,"   Biose n sors-Base l,  vol. 6, no. 2 ,   2016.  [15]  C.  Y.  Xu  et a l . , "Fabrication  and Character i stics of Reduced  Graphene Oxid e Produced  with  Differen t  Green   Reductants,"  Plo s  One,  vo l. 10, n o . 12 , 2015 [16]  M. J. Fernández- Merino  et al. , "Vitam i n C Is an  Ideal Substitut e  for Hy dr az ine in  the Reduction o f  Graphene Oxide  Suspe n sions, "   The Journal of Ph ys ical  Chemistry  C,  vo l. 114, no.  14, pp . 6426-64 32, 2010 [17] J.  Zhang  et al. "Reduction of g r aphene ox ide v i al- a scorbic  acid ,"  Chemical Communications,  v o l. 46, no . 7, pp 1112-1114, 201 0.  [18] G.  Eda  et al. "Large- a rea u ltr athin fi lm s  of reduced gr aphen e  oxide as  a tr ans p arent and f l exibl e  el ec troni c   ma t e ri al , "   Na ture Nanotechnolog y,  vo l. 3, no. 5, p p . 270-274 , 200 8.  [19]  A. C. Ferrari  et al. , "Raman Spectrum of Graphe ne and Graphene Lay e rs,"  Ph ys ic al Rev i ew L e tt er s ,   vol. 97, no. 18 p. 187401 , 2006 [20] H.  Elhad i d y   et al. , "S y mmetrical  current-vo l tage ch aracter i stic  of a metal-semiconductor-m etal structur e o f   Schottk y  contacts and parameter  re trieval of  a C d Te structure,"  Semiconductor Scien ce and Technology,  vo l. 27 no. 1 ,  2012 [21] M.  Zhu  et al. , "Photo-induced selective gas d e tection based on r e d u ced graph e ne o x ide/Si Schottk y diode,"  Carbon vol. 84 , pp . 138- 145, 2015      Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN 2 502 -47 52  I ndo n e sian  J Elec Eng  & Com p  Sci, V o l. 10 No 3 ,  Jun e   2 018  :   89 7 – 90 90 4   BIOGRAP HI ES OF  AUTH ORS     Siti Nadiah Che Az mi  is currently   doing h e r Master  of P h ilosph y  degr ee in  Electr ical  Engine ering at Facul t y  of El ec tri cal Engin eer i ng,  Universiti Tekn ologi Mala ysia Mala y s ia . She  has completed h e r Bach elor of  Applied Scien c (Electronics an d Instrumentatio n Phy s ics) from  Universiti  Mala ysia T e rengg anu,  Malay s ia at 201 3.            Shahar i n F a d z li Abd Rahma n  is  a s e nior l ectur er in F acu lt y of El ec tric a l  Engine ering ,   Universiti Tekn ologi  Mal a y s ia , Mala y s ia He co m p leted his B a c h elor of  Engine e r ing degre e  and  Master of Eng i neering f r om Hokkaido Univer si ty , Japan  in 2 007 and 2009,  respectively .  In  2013, he obtain e d Doctor of Philosoph y  in E l ectr i cal Engin e ering from  Univ ersiti T e knologi   Malay s ia, Malaysia. His research  interest is semiconductor and  graphene-based electronic device  and sensor f a brication and  ch aracter i zation .         Abdul Manaf Hashim  is a professor at Malay s ia-Jap an In t e r n ation a l Institu t e  of Technolog y,  Universiti T e kn ologi Mala ysi a .  He com p leted  hi s Bachelor  of Engineer ing and Master of  Engineering degree from Nagaoka University  of Technolog y ,  Jap a n in 1997 and 1999,  respectively .  He obtain e d his PhD degree in   Mar c h 2006 from Hokkaido Univers i ty , Jap a n. His  areas of  exp e rtis e and  specializ ation includes s y n t hesi s of semico nductor n a nostru c ture and  thin  film using both liquid and v a por phase tec hnologies, s y nthesis of graphene and carbon  nanotubes, plasma wave electr onic devices, q u antum nanodevices, sensi ng devices and solar  cel ls .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.