## KARAKTERISASI FILM TIPIS Cu-C
60 / MgO AKIBAT

## PENUAAN ( AGEING ) DENGAN TEKNIK
HAMBURAN RAMAN
Tri Hardi Priyanto 1 , Seiji Sakai 2 dan Hiroshi Naramoto 2
1 Pusat Teknologi Bahan Industri Nuklir (PTBIN) - BATAN Kawasan Puspiptek, Serpong 15314, Tangerang
2 Advanced Science Research Center - JAERI Japan

## ABSTRAK
KARAKTERISASI FILM TIPIS Cu-C 60 /MgOAKIBAT PENUAAN (AGEING) DENGAN TEKNIK HAMBURAN RAMAN . Film tipis campuran antara Cu dan C 60 telah dianalisis dengan menggunakan spektroskopi Raman. Campuran secara atomik dideposit pada substrat Mg(001). Pengujian topografi dengan mikroskop optik menunjukkan bahwa warna film di sebagian besar sisi luar adalah coklat muda dan berubah menjadi coklat tua pada bagian tengah film. Terjadinya perubahan warna dapat diatributkan dengan baberapa jenis interaksi kimia antara Cu-Cu, Cu-C 60 , C 60 -C 60 dan perubahan alotrop molekul C 60 . Dari analisis spektroskopik Raman dapat disimpulkan bahwa ciri spektrum secara kuat berkorelasi dengan variasi warna yang bergantung pada daerah pengamatan. Pada tepi film dengan warna coklat terang ( ditunjukkan pada daerah 2 dan 3) atom-atom Cu berinteraksi secara kimia dengan fullerene (Cu-C 60 ). Pada iteraksi ini terjadi pergeseran puncak kira-kira 6 cm -1 dari puncak pristine C 60 yang diamati untuk puncak-puncak Ag(2) dan Hg(8). Pada pusat film dengan warna coklat gelap (ditunjukkan pada daerah 3, daerah 4 dan daerah 5) terlihat sebagai puncak baru yanang secara tipikal seperti puncak D dan G yang secara umum berkaitan dengan formasi disordered graphite melalui konversi kimia dari C 60 dibawah pengaruh oksidasi.
Kata kunci : Hamburan Raman, fullerene (C 60 ), film tipis copper-fullerene (Cu-C 60 )

## ABSTRACT
CHARACTERIZATION OF Cu-C 60 / MgO THIN FILM BECAUSE OFAGEING USING RAMAN SCATTERING TECHNIQUE . Mixture thin films between Cu and C 60 have been analyzed by employing the Raman spectroscopy. Mixtures were atomically deposited on MgO(001) substrate. Topographic examination with optical microscope shows that the film color in the mostly close to the edge is light brown and with going to the innermost region the film color changes into dark brown. The color change observed can be attributed to the several kinds of chemical interactions between Cu-Cu, Cu-C 60 , C 60 -C 60 and/or the allotropic change of C 60 molecules. From Raman spectroscopic analysis it can be concluded that the spectral features are strongly correlated to the color variations depending on the areas investigated. At the film edge with light brown color (designated as areas 2 and 3), Cu atoms interact chemically with fullerene (Cu-C 60 ), and peak shifts of about 6 cm -1 from the C 60 pristine peak are observed for the Ag(2) and Hg(8) peaks. At the film center with dark brown color (designated as 3, 4 and 5) there appear the new peaks typically such as D and G peaks those are commonly related to the disordered graphite formation through the chemical conversion of C 60 under the influence of oxidization.
Key words : Raman Scattering, fullerene (C 60 ), copper-fullerene (Cu-C 60 ) thin film

## PENDAHULUAN
Interaksi C 60 dengan logam transisi dan logam nobel telah menarik perhatian dalam riset nanosains dan nanoteknologi. Tidak seperti beberapa logam transisi, misalnya titanium dan chromium , logam nobel tidak membentuk karbida stabil yang cenderung untuk merusak sangkar C 60 . Akan tetapi walaupun tidak membentuk karbida stabil, interaksi yang kuat terjadi antara permukaan logam nobel dan monolayer
pertama C 60 . Struktur elektronik dan struktur geometri lapisan mampat C 60 pada logam transisi dan logam nobel menghasilkan interaksi yang kuat antara logam dan fullerene , Hal yang menarik adalah tidak terjadi kontak langsung pada interaksi antara molekul C 60 dengan logam sehingga interaksi yang terjadi adalah dengan cara transfer muatan dari level e  ke LUMO dari C 60 , atau hibridisasi
molecular orbital C 60 dengan metal state dekat level Fermi [1]. Dalam penelitian ini dipilih logam Cu sebagai elemen campuran pada fullerene C 60 . Secara tradisional Cu termasuk dalam coinage metals bersama dengan Ag dan Au. Elemen ini berada dalam Grup 11 (1B) dari tabel periodic dan dikenal juga sebagai nobel metal. Elemen-elemen ini relatif inert , sulit terkorosi, tidak mudah teroksidasi pada tekanan vakum moderat (  10 -7 torr), juga adanya perpindahan muatan dari Cu ke C 60 . Hasil penelitian dengan menggunakan Scanning Tunneling Microscopy (STM) menunjukkan bahwa ikatan antara C 60 dengan substrat Cu(111) lebih kuat dibandingkan dengan ikatan antar molekul C 60 dan membentuk struktur intra molecular [2,3]. Meskipun ikatan antara Cu dan C 60 lebih kuat dibandingkan antar molekul C 60 , penyimpanan yang cukup lama akan mengakibatkan film teroksidasi sehingga atom Cu cenderung akan berikatan dengan oksigen yang menyebabkan ikatan Cu dengan C 60 . Akibatnya terjadi dekomposisi C 60 menjadi graphite .
Tujuan penelitian ini untuk mengkarakteriasi film tipis Cu-C 60 akibat penuaan. Karakterisasi dilakukan dengan teknik hamburan Raman. Dari penelitian ini diharapkan, dengan menggunakan teknik hamburan Raman pada film tipis Cu-C 60 , jenis alotrop karbon dapat ditentukan setelah film mengalami penuaan.

## TEORI

## Hamburan Raman dalam Karbon
Hamburan Raman adalah teknik spektroskopik yang sangat berguna untuk mempelajari dan mengidentifikasi berbagai alotrop karbon [4]. Ikatan karbon-karbon (C-C) dapat membentuk struktur molecular dan kristalin merupakan hal yang menakjubkan, terutama dibandingkan dengan elemen lain didalam susunan berkala. Ikatan antar atom karbon akan membentuk ikatan sp, sp 2 atau sp 3 . Dalam hal kristal tunggal diamond , atom-atom karbon diikat dengan tetangganya dengan ikatan kovalen sp 3 yang kuat, membentuk struktur kubus dengan grup ruang   m Fd O h 3 7 . Kristal diamond hanya memiliki satu moda optik degenerasi - lipat – tiga pada pusat daerah Brillouin (simetri T 2g ).
Dalam spektrum Raman tampak sebagai garis tajam pada frekuensi 1332 cm -1 . Kenaikan energi eksitasi laser di atas 3,0 eV mereduksi latarbelakang kerlipan ( luminescent ), yang mengijinkan pengamatan yang jelas garis Raman diamond orde-kedua. Tidak ada peningkatan resonan dari garis diamond maupun pergeseran frekuensi yang telah diamati untuk eksitasi energi laser dari 2,4 sampai dengan 4,8 eV, hal ini konsisten dengan bandgap energi diamond sebesar 5,5eV.
Dibawah kondisi biasa, struktur graphite dengan ikatan sp 2 in-plane yang kuat adalah fasa yang paling stabil, dan struktur kristalnya memiliki grup ruang heksagonal   mmc P D h / 6 3 4 6 . Graphite adalah semimetal dengan sebuah valensi overlap dan pita konduksi kira-kira 40meV pada 300K. Kristal graphite menunjukkan dua moda Raman-aktif. Yang paling menonjol dalam spektrum Raman adalah moda E 2g2 pada 1582 cm -1 , dan pada kondisi tertentu , moda E 2g1 pada 42 cm -1 .
Selain itu juga karbon dapat berikatan dalam rantai linier carbine , salah satunya, membentuk deret polyyne dari ikatan tunggal atau ikatan rangkap tiga, atau rantai cumulene dengan ikatan rangkap. Ciri karakteristik Raman yang diasosiasikan dengan struktur polyyne berada pada frekuensi sekitar 2150 cm-1 dalam spektrum Raman orde pertama. Garis polyyne pada 2150 cm -1 memiliki dispersi yang tinggi, menunjukkan pergeseran atas ( up shift ) dengan eksitasi energi laser 60 cm -1 . Tidak seperti ciri Raman yang tajam untuk karbon dengan ikatan sp 2 dan sp 3 , garis Raman polyyne cukup lebar dan linewidth yang lebar ini diatributkan dengan distribusi yang besar dari rantai yang panjang (8-14 ikatan sp ). Karena ikatan untuk tiap karbon berbeda , hal ini berkaitan dengan tetapan gaya dan frekuensi vibrasi. Ikatan terkuat adalah ikatan sp , yang terkait dengan frekuensi vibrasi tertinggi. Gambar 1 menunjukkan
Gambar 1 . Karakteristik spektra Raman untuk berbagai bahan berbasis - karbon: carbyne (ikatan karbon sp), graphite (ikatan karbon sp2) , disordered sp2 bonded graphite , fullerene C60, carbon nanotube dan diamond (ikatan karbon sp3) [4]
karakteristik spektrum Raman untuk berbagai bahan berbasis – karbon, antara lain carbyne (karbon dengan ikatan sp ), graphite (karbon dengan ikatan sp 2 ), disordered sp 2 bonded graphite , fullerene C 60 , carbon nanotube dan diamond ( karbon dengan ikatan sp 3 ).
Molekul Fullerene (C 60 ) dan Moda Intra Molekular C 60
Fullerene C 60 merupakan salah satu alotrop karbon. Ia merupakan molekul yang cukup besar dengan 60 atom karbon yang tersusun seperti bola sepak. Jumlah orbital atomik dan moda vibrasi dalam molekul C 60 cukup besar. Selain jumlah derajat kebebasan yang besar (60 x 3 =180) untuk molekul C 60 terisolasi, simetri icosahedral yang tinggi ( Ih ) menghasilkan spektrum Raman yang sederhana. Setelah mengurangkan enam derajat kebebasan, tiga translasi dan tiga rotasi, diperoleh 174 derajat kebebasan untuk molekul C 60 . Untuk sebuah molekul C 60 terisolasi, metode teoritis grup standar menghasilkan 46 moda frekuensi intra-molekular yang berbeda dengan simetri berikut :
T mol = 2A g +F 1g +4F 2g +6G g +8H g +A u + 4F 1u +5F 2u +6G u +7H
dimana subskrip g ( gerade ) dan u ( ungerade ) mengacu pada simetri dari eigenvector dibawah operasi invers, dan label simetri (misalnya A, F 1 ) irreducible representation dari grup simetri icosahedral (Ih). Degenerasi untuk setiap simetri moda (diberikan dalam tanda kurung) juga mengikuti teori grup ; A g (1), A u (1), F 1g (3), F 2g (3), G g (4), G u (4), H g (5), H u (5) . Selanjutnya teori grup menyatakan bahwa 10 dari 46 moda frekwensi adalah raman aktif (2A g + 8H g ) dalam orde pertama. Empat moda merupakan infrared (IR) aktif dan 32 moda sisanya adalah tak tampak secara optik ( optically silent ). Perpindahan atom karbon untuk dua non degerasi Ag ditunjukkan pada Gambar 2. A g (1) breathing mode (492 cm -1 ) meliputi perpindahan radial untuk 60 atom karbon, sedang untuk moda frekuensi yang lebih tinggi; A g (2), atau moda pentagonal pinch (1493 cm -1 ) meliputi perpindahan tangensial , dengan satu kontraksi cincin pentagonal yang berkaitan dengan ekspansi cincin heksagonal yang beroperasi menjadi satu set perpindahan. Eigenvektor perpindahan untuk 8 moda frekuensi degenerasi lipat-lima ( H g ) memiliki perpindahan
yang lebih rumit dan berada pada frekuensi antara 273 cm -1 ( H g (1) ) sampai dengan 178 cm -1 ( H g (8)).

## METODE PERCOBAAN
Film Cu-C 60 dengan tebal 750 nm pada komposisi 12 at.% Cu di ko-deposisi pada substrat MgO. Film tersebut disimpan dalam desikator selama enam bulan sebelum dilakukan karakterisasi. Ukuran film 10mmx10mm.
Pengamatan visual dilakukan dengan menggunakan toy-microscope Interplay untuk memperoleh image permukaan film secara sederhana, seperti diperlihatkan pada Gambar 3. Pengamatan lebih detil dilakukan dengan menggunakan mikroskop optik KeyEnce VK-8510 . Image yang berbeda yang ditunjukkan oleh perbedaan warna pada permukaan film mengindikasikan perbedaan sifat kimia antar ikatan atom Cu dan C 60 . Karakterisasi film disetiap daerah uji dilakukan dengan menggunakan spektroskopi Raman Micro Raman Renishaw 2000 . Data pengamatan diambil. di lima posisi mulai dari posisi paling luar sampai paling dalam berdasarkan perubahan warna film Cu-C 60 .
Pengambilan data dilakukan di Laboratorium Hamburan Raman dan Laboratorium Optik, Research Group for Development of New Materials Using Energy Beams, Advanced Science Research Center, JAERI .

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Distribusi campuran Cu-C 60 setelah ko-deposisi diamati dengan toy-microscope interplay . Secara kualitatif pola campuran Cu-C 60 ditampilkan pada Gambar 3. Enam bulan setelah proses ko-deposisi campuran Cu-C 60 tidak lagi terdistribusi secara merata pada permukaan substrat MgO. Semakin ke tengah, warna campuran semakin gelap. Terjadinya perubahan warna dari coklat terang pada bagian tepi menjadi coklat gelap kehitaman pada bagian tengah film
Gambar 2 . Diagram skematik perpindahan moda normal untuk breating mode Ag(1) (kiri) dan pentagonal pinch mode Ag(2).
0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 Gambar 3 . Pola campuran Cu-C 60 enam bulan setelah ko-deposisi image diambil dengan Toy-microscope Interplay.
mengindikasikan bahwa telah terjadi perubahan interaksi antara atom Cu dan C 60 . Untuk mendapatkan image yang lebih baik pengamatan dilakukan menggunakan mikroskop optik. Image film Cu-C 60 diamati menggunakan mikroskop optik KeyEnce VK-8510 pada panjang gelombang cahaya tampak. Pengamatan dilakukan dengan menggunakan perbesaran 10 kali. Hasil pengamatan untuk setiap daerah ditunjukkan pada Gambar 4. Dibandingkan dengan Gambar 3, posisi 01 pada Gambar 3 sesuai dengan image 1 pada Gambar 4, posisi 02 sesuai dengan image 2 , posisi 03 sesuai dengan image 3 dan image 4 . Posisi 04 sesuai dengan image 5 , dan posisi 05 sesuai dengan image 6 . Pada daerah yang paling luar ( Image 1 , Gambar 4), campuran antara Cu dan C 60 terdistribusi secara homogen. Tidak ada agglomerasi atau presipitasi di daerah ini. Pada daerah antara yang paling luar dengan bagian dalam pertama ( Image 2 ) terdapat dua macam image dengan warna yang berbeda. Bagian yang lebih dalam memiliki warna yang lebih gelap ( Image 3 sampai dengan Image 5 ). Pada daerah ini campuran Cu dan C 60 telah mengalami perubahan warna, sehingga diindikasikan telah terjadi perubahan alotrop karbon dari struktur fullerene (C 60 ) menjadi struktur graphite .
Terjadinya perubahan warna mengindikasikan adanya perubahan interaksi antara atom karbon. Karakterisasi film dengan spektroskopi Raman menunjukkan bahwa puncak pergeseran Raman ( Raman shift ) antara C 60 dan graphite menunjukkan frekuensi yang berbeda. Dengan menggunakan Micro Raman Renishaw 2000 , spektrum Raman diperoleh dalam daerah frekwensi antara 300 cm -1 dan 1800 cm -1 pada panjang gelombang laser Ar + 488 nm. Data diambil dengan menggunakan daya laser datang 0,5mW. Tabel 1 menunjukkan pergeseran Raman yang diperoleh Ping Zou et al , Meijer et al dan Niger et al [5].
Tabel 2 sampai dengan Tabel 4 menunjukkan nomor puncak pergeseran Raman ( Raman shift ), intensitas integrasi, posisi puncak pergeseran Raman, lebar puncak, dan besarnya pergeseran dari C 60 standar pada daerah 1 sampai dengan daerah 3. Sedangkan Tabel 5 menunjukkan hal yang sama dengan tabel sebelumnya akan tetapi spektrum Raman sudah mendekati disordered graphite . Gambar 5 menunjukkan pola pergeseran Raman untuk setiap daerah yang terkait dengan Tabel 2 sampai dengan Tabel 5.
Dari pola pergeseran Raman pada Cu-C 60 terlihat bahwa atom-atom tidak terdistribusi secara homogen pada permukaan setelah enam bulan di ko-deposisi. Hal ini ditunjukkan pada puncak pergeseran Raman untuk daerah 1 dan daerah 2. Pada daerah tersebut beberapa puncak Raman pada film mirip dengan puncak fullerene (C 60 ). Puncak-puncak fullerene pada film Cu-C 60 dibandingkan dengan pristine fullerene ( C 60 ) yang diamati oleh Ping Zou et al , Meijer et al dan Niger
Gambar 4 . Hasil pengamatan film Cu-C60 dengan menggunakan mikroskop optik KeyEnce VK-8510 pada
6 daerah yang berbeda. (4) (5) (2) (6) (1) (3)
Pergeseran Raman untuk pristine C 60 ( Cm -1 ) Mode Ping Zhou et al Meijer et.al Negri et al Hg(1) 270 273 258 Hg(2) 430.5 437 440 Ag(1) 493 496 513 Hg(3) 708.5 710 691 Hg(4) 772.5 774 801 Hg(5) 1099 1099 1154 Hg(6) 1248 1250 1265 Hg(7) 1426 1428 1442 Ag(2) 1568.5 1470 1465 Hg(2) 1573 1575 1644 Tabel 1 . Pergeseran Raman dari C 60 yang diperoleh Ping Zhou et.al, Meijer et.al dan et. al.
et al (Tabel 1). Frekuensi vibrasi dari Hg(2), Ag(1), Hg(3), Hg(4), Hg(7), Hg(8) dari C 60 murni ( pristine fullerene ) sesuai dengan beberapa frekuensi pada daerah 1 dan daerah 2. Hal yang menarik untuk dianalisis adalah puncak dari 1464 cm -1 dan 1463 cm -1 pada daerah 2. Puncak tersebut bergeser kekiri sebesar 6 cm -1 terhadap puncak pristine C 60 . Lebar puncak 1464 cm -1 dan 1463 cm -1 masing-masing adalah 15 cm -1 dan 18 cm -1 . Puncak
Besarnya pergeseran dari C 60 standar (cm - 1 ) (lihat Tabel 1) Daerah observasi No. puncak Mode Raman aktif Intensitas integrasi (cacah) Posisi puncak (cm -1 ) Lebar puncak (cm -1 ) PZ MJ NE 2 Hg(2) 622 431 15 0.5 -6 -9 3 Ag(1) 934 493 8 0 3 -20 5 Hg(3) 2834 707 22 -1.5 -3 16 8 Hg(4) 1165 773 13 0.5 -1 -8
11 Hg(6) 11863 1224 240 -24 -26 -46 13 Hg(7) 12009 1428 36 2 0 -14 14 Ag(2) 11341 1464 15 -104.5 -6 -1 01 15 Hg(2) 15091 1567 48 6 -8 -77 Tabel 2 . Nomor puncak, intensitas integrasi, posisi puncak, lebar puncak, dan besarnya pergeseran dari C 60 standar pada daerah 1.
Besarnya pergeseran dari C 60 standar
(cm -1 ) (lihat Tabel 1) Daerah observasi
Nomor puncak Mode Raman aktif Intensitas integrasi Posisi puncak (cm -1 ) Lebar puncak (cm -1 ) PZ MJ NE 3 Ag(1) 645 492 11
-1 -4 -21 5 Hg(3) 3466 705 36 -3.5 -5 14
8 Hg(4) 934 773 14 1.5 -1 -28 13 Hg(7) 9238 1428 41 2 0 -14 14 Ag(2) 7065 1463 18 -4.5 -7 -2 02 15 Hg(2) 7311 1567 37 -6 -8 -77 Tabel 3 . Nomor puncak, intensitas integrasi, posisi puncak, lebar puncak, dan besarnya pergeseran dari C 60 standar pada daerah 2.
Besarnya pergeseran dari C 60 standar (cm -1 ) (lihat Tabel 1) Daerah observasi Nomor puncak Mode Raman aktif Intensitas integrasi Posisi puncak (cm -1 ) Lebar puncak (cm -1 ) PZ MJ NE
4 Hg(3) 2407 706 49 -1.5 -4 15 7 Ag(2) 10014 1446 90 -122.5 -24 -4 03 8 Hg(2) 21861 1565 102 -8 -10 -79
Tabel 4 . Nomor puncak, intensitas integrasi, posisi puncak, lebar puncak, dan besarnya pergeseran dari C 60 standar pada daerah 3.
Besarnya pergeseran dari C 60 standar dan
disordered graphite (cm -1 ) Daerah observasi Nomor puncak Mode Raman aktif Intensitas integrasi Posisi puncak (cm -1 ) Lebar puncak (cm -1 ) PZ MJ NE 3 Hg(3)
1801 707 92 -1.5 -3 16 5 Disordered graphite 33090 1379 294 29 [5] 04 6 Disordered graphite 28184 1557 209 -25 [5] Tabel 5 . Nomor puncak, intensitas integrasi, posisi puncak, lebar puncak, dan besarnya pergeseran dari C60 standar pada daerah 4.
(daerah 1) 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 0 100 200 300 400 500 600 700 Area 01 15 12 11 10 9 4 3 2 1 14 13 8 7 6 5 C o u n ts Raman Shift (Cm -1 )
(daerah 3) 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 0 50 100 150 200 250 300 Area 03 8 7 6 5 4 3 2 1 C o u n ts Raman Shift (Cm -1 ) (daerah 4) 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 6 5 4 3 2 1 Area 04 C o u n ts Raman shift (Cm -1 )
Gambar 5 . Pergeseran Raman untuk campuran Cu-C 60 masing-masing untuk daerah 1 sampai dengan daerah 4. Spektrum Raman diambil dengan menggunakan panjang gelombang laser 488 nm.
200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 0 50 100 150 200 250 300 350 400 Area 02 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 C o u n ts Raman Shift (Cm -1 ) (daerah 2)
tersebut sesuai dengan frekwensi yang diamati pada spektrum Raman yang dilakukan oleh J.G.Hou et.al .[6]. Pergeseran dan pelebaran puncak-puncak Ag(2) mengindikasikan adanya interaksi Cu-C 60 . Pada daerah 3 dan daerah 4 hanya puncak pada 707 cm -1 yang berhubungan dengan mode Hg(6) dari pristine C 60 . Intensitas mode Hg(7) menurun dari dari daerah yang paling luar (daerah 1) ke daerah 2. Pada daerah 3 mode Hg(7) tidak dapat diamati. Spektrum Raman pada daerah 4 yaitu 1379 cm -1 dan 1557 cm -1 sesuai dengan frekuensi yang dimiliki oleh disordered graphite dengan sedikit mengalami pergeseran frekuensi bila dibandingkan dengan frekuensi Raman disordered graphite yaitu sebesar 1350 cm -1 dan 1582 cm -1 . Puncak tersebut masing-masing dikenal sebagai D band dan G band . Mode G dari graphite pada 1581 cm-1 mempunyai simetri E2g. Eigen vektornya ditunjukkan pada Gambar 6. Gerakan atom-atom C sp2 meliputi gerakan in-plane bond-streching . Mode ini tidak memerlukan adanya sixfold rings , sehingga terjadi pada semua kedudukan sp2 , tidak hanya terjadi pada ring itu saja. Mode G selalu terletak dalam jangkauan 1500 cm -1 sampai dengan 1630 cm -1. Puncak D terletak sekitar 1355cm -1 . Puncak ini disebut juga breathing mode dari simetri A 1g , meliputi fonon dekat batas zone K ( K- zone boundary ). Mode ini terlarang dalam graphite sempurna dan menjadi aktif dalam keadaan disordered [7] Spektrum Raman pada frekwensi 1582cm -1 (mode E 2g2 ) pada graphite dikenal juga sebagai symmetry-allowed G-band . Dalam spektrum Raman, frekuensi 1357 cm -1 , 1469 cm -1 dan 1580 cm -1 juga dimiliki oleh prolific graphite (PG) basal plane dan frekuensi 1359 cm -1 , 1470 cm -1 dan 1581 Cm -1 merupakan frekuensi prolific graphite edge plane [8].
Hal ini mengindikasikan di beberapa daerah atom karbon pada campuran Cu-C 60 telah berubah dari struktur fullerene menjadi struktur graphite yang ditunjukkan oleh puncak pergeseran Raman ( Raman shift ) untuk daerah 1, daerah 2 dan daerah 3. Pada daerah 4 struktur mengalami perubahan dari fullerene menjadi disordered graphite yang ditandai oleh pita D dan pita G pada spektrum Raman.
Pola spektrum Raman pada jangkauan 300cm -1 s ampai dengan 600 cm -1 analog dengan spektrum Raman
Gambar 7 . Allotrope karbon dalam campuran Cu-C 60 . Bentuk lingkaran pada Gambar A dikorelasikan dengan bentuk speris dari struktur fullerene C 60 . Bentuk batang pada Gambar B dikorelasikan dengan bentuk graphite .
B
A
dari film C 60 multilayer yang diserap pada permukaan Cu. Besarnya pergeseran moda Ag(2) dan Hg(8) dan juga aktivas pada moda inaktif kelihatamnya konsisten dengan spectra kompon polimerik Co-C 60 yang terekpos udara [9] dimana atom-atom Co terikat secara kovalen menjembatani antar dua molekul C 60 [10]. Sebaliknya kemiripan pada daerah frekuensi rendah, pergeseran puncak moda Ag(2) dan Hg(8) lebih kecil dibandingkannya [11]. Hal ini dapat dihubungkan dengan transfer elektron dari Cu ke C 60 oleh oksidasi kompon dalam udara.
Aglomerasi atom karbon mempunyai dua bentuk yaitu bentuk bola ( sferis ) dan bentuk heksagonal. Bentuk spheris dapat dikorelasikan dengan bentuk fullerene C 60 ( icosahedra symmetry ) sedangkan bentuk heksagonal dapat dikorelasikan dengan graphite yang mempunyai struktur heksagonal. Gambar 7 menunjukkan image kedua alotrop karbon.

## KESIMPULAN
Proses ko-deposisi dilakukan antara atom Cu dengan fullerene C 60 dengan kemurnian sangat tinggi (99,99%) sehingga dapat dipastikan bahwa interaksi yang terjadi adalah fullerene dengan atom Cu. Tidak ada alotrop karbon lain yang mengkontaminasi. Pada
Gambar 6 . Gerakan atom karbon dalam A) G mode dan B) D mode. Catatan: Mode G hanya disebabkan oleh gerak relativ atom karbon sp2 dan dapat ditentukan juga dalam rantai.
saat film dibuat seluruh permukaan tampak seperti pada daerah 1 pada Gambar 3 atau daerah 1 pada Gambar 4. Demikian juga spektrum Raman mirip dengan spektrum Raman pada Gambar 5 daerah 1. Homogenitas distribusi atom Cu dalam campuran Cu-C 60 dengan 12 at% Cu pada saat film itu dibuat telah mengalami perubahan warna maupun sifat interaksi antar atom karbon dan atom karbon dengan Cu setelah enam bulan disimpan dalam desikator. Image thin film yang diperlihatkan oleh mikroskop optik menunjukkan perubahan warna yang mengindikasikan telah terjadi ketidak homogenan distribusi campuran Cu-C 60 , juga memperlihatkan bahwa pada beberapa daerah atom karbon ter-aglomerasi. Aglomerasi atom karbon mempunyai dua bentuk yaitu bentuk bola ( spheris ) dan bentuk heksagonal. Spektra Raman menunjukkan bahwa pergeseran Raman dari film Cu-C 60 tergantung pada daerah yang diamati. Pada daerah yang paling luar, sebagian besar pergeseran puncak Raman berkorelasi dengan pristine C 60 . Akan tetapi terdapat satu puncak pada 1464 Cm -1 yang bergeser kira-kira 6 Cm -1 dari mode Ag(2) puncak pristine . Perubahan struktur karbon dari fullerene ke struktur graphite ditunjukkan dengan terjadinya puncak pergeseran Raman dari puncak-puncak yang terkait dengan pristine C 60 pada daerah luar menjadi puncak-puncak graphite pada daerah dalam. Pada daerah yang paling luar (daerah 1, daerah 2 dan daerah 3). Pada daerah 4 struktur sudah berubah dari fullerene menjadi disordered graphite .

## UCAPAN TERIMAKASIH
Penelitian ini dibiayai oleh program “Scientist Exchange Program (MEXT) 2002-2003 dan dilaksanakan di Grup Pengembangan Material Baru, JAERI-Japan.

## DAFTAR ACUAN
[1]. A.J. MAXWELL, P.A BRUHWILER, A.NILSON, N. MARENSON, P.RUDOLF, Phys. B. 49 , (1994) 10717
[2]. KUMI MOTAI, TOMIHIRO HASHIZUME, HISANORI SHINOHARA, YAHASHI SAITO, HOWARD W. PICKERING, YUICHIRO NISHINA and TOSHIO SAKURAI. Jpn. J. Appl. Phys. 32 (1993) 450-453
[3]. TOMIHIRO HASHIZUME, KUMI MOTAI, X.D. WANG, H. SHINOHARA, Y. SAITO, Y.
MARUYAMA, K. OHNO, Y. KAWAZOE, Y. NISHINA, H.W. PICKERING, Y. KUK, and T. SAKURAI. Phys. Rev. Lett, 71 (18) (1993)
[4]. WILLES H.WEBER, ROBERTO MERLIN (Eds). Raman Scattering in Materials Science. Springer- Verlag Berlin Heidelberg (2000)
[5]. PING ZHOU, KAI-AN WANG, YING WANG, P.C.EKUND, M.S. DRESSELHAUS, G.DRESSEL HAUSS and R.A. JISHI. Phys. Rev. B, 46 (1992) 2595
[6]. J.G. HOU, XIANG LI, HAIQIAN WANG, BING WANG, J.of.Phys. and Chem. Of Solids, 61 (2000) 995-998
[7]. AC FERRARI AND J. ROBERTSON, Phys. Rev B,
61 (2000) 14095
[8]. JOSEPH SHINAR, ZEEVVALYVARDENY, ZAKYA H. KAFAFI, Optical and Electronic Properties of Fulerenes and Fullerene-Based Materials, Marcel Dekker, Inc. (2000)
[9]. S. SAKAI, J. Phys. Condensed Matter , submitted [10]. S. SAKAI, Materials Transactions 46-4 (2005), in press
[11]. S.J. CHASE, Phys. Rev.B , 46 (12 ) (1992) 7873