## MENENTUKAN ENERGI GAP (Eg) PADA KULIT BAWANG MERAH (ALLIUM CEPA L) MENGGUNAKAN METODE SPEKTRUM GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK
Tinsia, Masthura, Husnah Miftahul
Jurusan Fisika, Sains dan Teknologi, Universitas Islam Negeri Sumatera, Medan, 20374, Indonesia
* email: tinsiiaaa@gmail.com

## ABSTRAK
Kulit bawang merah mengandung senyawa aktif yaitu flavonoid, antioksidan, allisin, pektin, dan fitosterol, bahan-bahan tersebut dapat digunakan dalam proses kombinasi nanomaterial. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan energi gap (E g ), intensitas, pendaran warna, dan  hasil  c-dots  yang  dihasilkan  menggunakan  kulit  bawang  merah  yang  disintesis  menggunakan  metode  spektrum  gelombang elektromagnetik.  Pengujian ini mencampurkan 10g dan 20 g kulit bawang merah masing-masing dengan 300 ml aquades, kemudian disintesis menggunakan alat microwave dengan variasi waktu 10 menit, 15 menit dan 20 menit. Spektrofotometri UV-Vis menghasilkan frekuensi, puncak absorbansi dan mengetahui energi gap (E g ). C-dots A1 menghasilkan energi gap (E g ) sebesar 2,7380 eV, C-dots A2 menghasilkan  energi  gap  (E g )  sebesar  2,5721  eV,  C-dots  A3  menghasilkan  energi  gap  (E g )  sebesar  2,4671  eV,  kemudian  C-dots  B1 menghasilkan energi gap (E g ) sebesar 2,2116 eV, C-dots B2 menghasilkan energi gap (E g ) sebesar 2,2091 eV, C-dots B3 menghasilkan energi gap (E g ) sebesar 2,2071 eV. Hasil Pl menunjukan kisaran puncak nilai intensitas terbesar pada frekuensi 520 nm dengan nilai intensitas 620 a.u. Uji pendarandengan menggunakan ultra violet (uv) menghasilkan pendaran berwarna hijau.
Kata Kunci: C-dots; Kulit Bawang Merah; Energi Gap (E g ); Intensitas; Microwave; Spektrum Gelombang Elektromagnetik

## ABSTRACT
[Title:  Determining  The  Energy  Gap  (E g )  In  Red  Onion  Peel  (Allium  Cepa  L)  Using  Method  Spectrum  Of Electromagnetic Waves] . Shallot skin contains active compounds, namely flavonoids, antioxidants, allisin, pectin, and phytosterols, these materials can be used in the nanomaterial combination process. This study aims to determine the energy gap (Eg), intensity, color luminescence,  and  yield  of  C-dots  produced  using  shallot  skins synthesized  using  the  electromagnetic wave spectrum  method.  In  this  test,  10  g  and 20 g of shallot skin were mixed with 300 ml of distilled water, then synthesized using the microwave with time variations of 10 minutes, 15 minutes and 20 minutes. UV-Vis spectrophotometry produces frequency, absorbance peaks and determines the energy gap  (Eg). C-dots A1 generates a  gap  energy  (Eg)  of 2.7380 eV,  C-dots A2 generates a  gap  energy (Eg) of 2.5721 eV, C-dots A3 generates a gap energy (Eg) of 2.4671 eV. Then C-dots B1 produces a gap energy (Eg) of 2.2116, C-dots B2 generates a gap energy (Eg) of 2.2091 eV, and C-dots B3 produces a gap energy (Eg) of 2.2071 eV. Pl results show the peak range of the greatest intensity value at a frequency of 520 nm with an intensity value of 620 a.u. Luminance test using ultra violet (uv) produces a green glow.
Keywords: C-dot; Shallot Skin; Energy Gap (E g ); Intensity; Microwave; Electromagnetic Wave Spectrum

## PENDAHULUAN
Indonesia  merupakan  negara  tropis  yang  banyak ditumbuhi tanaman yang dapat dimanfaatkan oleh masyarakat, baik  sebagai  bahan  pangan  atau  obat-obatan.  Namun,  untuk limbah  tanaman  masih  jarang  sekali  dimanfaatkan  oleh masyarakat seperti bawang merah, Selain untuk bahan masakan kulit bawang merah juga dapat dimanfaatkan karena memiliki kandungan  senyawa  aktif  yaitu  flavonoid,  antioksidan, allisin, pektin, dan fitosterol, kandungan tersebut dapat dimanfaatkan dalam proses sintesi nanomaterial. Karbon nanodots  dilambangkan  dengan  C-dots  adalah  salah  satu
jenis  nano  material  dalam  kelompok  nano  karbon  yang memiliki sifat photoluminesence dengan  ukuran kurang dari  2-10  nm,  berstruktur amorf  dan  berbentuk  bola. Karbon nanodots (c-dots) memiliki berbagai keunggulan sifat seperti pancaran fotoluminisensi yang tinggi, mudah larut dalam air, tidak beracun dan keberadaannya sangat melimpah di alam. Aplikasi karbon nanodots (c-dots) ini dapat dibagi menjadi dua, yang pertama adalah aplikasi Dalam  ilmu  bahan,  karbon  nanodots  (C-dots)  ini berguna  sebagai  sensor  kimiawi,  sel  surya,  dan  berbagai aplikasi lainnya dalam bidang optoelektronik dan fotonika.
Kedua  adalah  aplikasi  biologis  karbon  nanodots  berguna dalam  hal  bioimaging  dan  biosensor  serta  berpotensi sebagai agen terapeutik beberapa penyakit.  Aplikasi yang lebih  menonjol  untuk  karbon  dot  adalah  aplikasi berorientasi biologis. [2] Karena dapat dibuat dari bahan organik yang mudah di temukan. Karena dapat dibuat dari bahan  organic  yang  mudah  di  temukan.Berbagai  macam penelitian  mengenai  sintesis  (C-dots)  telah  banyak dilakukan  dengan  metode  yang  berbeda-beda  untuk mengetahui  C-dots  dapat  di  sintesis  menggunakan limbah  kulit  bawang  merah (Allium  Cepa  L.) dengan menggunakan  alat microwave yang  dilakukan  dengan proses  pemanasan   menggunakan  glombang  mikro. Metode spektrum  gelombang  elektromagnetik dipandang  tepat dalam  sintesis  (C-dots)  hal  ini  dikarenakan  prinsip metode spektrum  gelombang  elektromagnetik adalah menggetarkan  molekul  sehingga  C-dots  dari  metode spektrum  gelombang  elektromagnetik lebih  unggul  karena prosesnya  penggetaran  (vibrasi)  yang  menyebabkan rantai-rantai  karbon  mengalami  penyusunan  ulang sehingga hasilnya tidak banyak mengurangi kadar air dalam larutan  dan  tidak  akan  dihasilkan  C-dots  berupa  gel. Menggunakan metode spektrum gelombang elektromagnetik hasil pengamatan  spektrum  absorbansi  radiasi  sinar  UV menunjukan  bahwa  semakin  lamanya  waktu  pemanasan selama  sintesis  C-  dots  mengakibatkan  penyerapan spektrum absorbansi yang dihasilkan akan semakin besar, maka  di  dapatkan lebar  celah  pita  energi  (E g )  yang dihasilkan  semakin  kecil.  Oleh  Karena  itu,  tujuan  dari penelitian  ini  adalah untuk  mengetahui  apakah  C-dots dapat di sintesis menggunakan limbah kulit bawang merah (Allium  Cepa  L.) dengan  menggunakan  metode spektrum gelombang  elektromagnetik serta  mengetahui  pengaruh  variasi waktu terhadap energi gap (E g ) pada C-dots yang dihasilkan dan berapakah waktu optimum dalam menghasilkan nilai energi gap (E g ) C-dots yang paling kecil.

## METODE
Dalam penelitian ini sampel yang digunakan ialah kulit bawang merah kemudian dilakukan sintesis karbon - nanodots  (C-dots)  dengan  metode spektrum  gelombang elektromagnetik .  Lalu  C-dots  hasil  microwave  dilakukan  uji absorbansi  dengan  menggunakan  spektrofotometer  UV- Vis,  karakterisasi photoluminescence (Pl)  dan  kemudian dianalisa pendaran C-dots menggunakan lampu UV. Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah wadah plastik, blender, microwave , beaker glass 500 ml, beaker glass 500 ml, gelas  takar  500  ml,  kertas  saring  0,45  mikron,  neraca analitik  digital,  corong  saring,  spektrofotometri  UV-Vis,
photo luminenscence (Pl),  lampu Ultra  Violet (UV),  botol  kaca dan alat lain – lain seperti : kertas label, dan tissue.
Bahan-bahan  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini yaitu  kulit  bawang  merah  berfungsi  sebagai  bahan  utama pembuatan C-dots dan aquades berfungsi sebagai pelarut sampel dan pengenceran (C-dots). Penelitian ini dilakukan di  Laboratoriun  NRE  (Nanomaterials  for  Renewable Energy  Research  Center)  Medan,  Sumatera  Utara. Pengambilan  data  dilakukan  dengan  sintesis  karbon- nanodots (C-dots) dengan massa sampel yang berbeda yaitu 10 g dan 20 g sebelum proses microwave dilakukan selama 10 menit, 15 menit dan 20 menit, hasil yang di dapatkan dari  uji  UV-Vis  akan  dianalisis  untuk  mengetahui  lebar celah  energi  gap  (E g )  yang  dihasilkan dari setiap sampel pada C-dots.

## HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Penelitian
C-dots  berbahan  dasar  kulit  bawang  merah berhasil disintesis dengan menggunakan metode spektrum gelombang  elektromagnetik. Sampel  dibuat  dengan  dua  variasi massa yaitu 10 g dan 20 g, serta dengan waktu microwave yang sama 10 menit, 15 menit, dan 20 menit. Hasil sintesis C- dots  memiliki  penampakan  warna  sampel  yang  berbeda- beda. Berikut adalah sampel hasil sintesis C-dots.
Gambar 1 .(a) Hasil microwave C-dots dengan massa 10 g (b) Hasil microwave C-dots dengan massa 20 g
Berdasarkan Gambar menunjukan bahwa  adanya perubahan warna  ketika  massa  sampel  semakin  banyak  dan  waktu microwave semakin  lama.  Semakin  banyak  massa  sampel yang  akan  disintesis  maka  C-dots yang  dihasilkan  juga semakin  pekat,  C-dots  yang dihasilkan  dari  10  g  kulit bawang  merah  (sampel)  menghasilkan  kerak  yang berwarna kecoklatan sedangkan C-dots dari 20 g kulit bawang merah menghasilkan kerak yang berwarna cokelat kehitaman,  hal  ini  dapat  disebabkan  banyaknya  sampel
B
yang menjadi karbon pada saat disintesis dengan metode spektrum gelombang elektromagnetik (Rahmayani, 2015).

## HASIL KARATERISASI (UV-VIS)
Karakteristik  UV-Vis  dilakukan  untuk mengetahui  pola  absorbansi  yang  dihasilkan  pada masing-masing  sampel  masing-masing  sampel  C-dots serta  menganalisis  lebar   celah  pita  energi  gap  (E g )  yang dihasilkan oleh C-dots. Hasil karakterisasi berbentuk kurva hubungan  antara   absorbansi  dan  panjang  gelombang. Pengukuran pada penelitian ini dilakukan dengan panjang gelombang 200-1000 nm
Gambar 2. Hasil karakterisasi UV-Vis C-dots
Gambar 2 menunjukan perbandingan hasil absorbansi dan  panjang  gelombang  pada  ke-enam sampel  C-dots dengan masing-masing variasi waktu microwave 10 menit, 15 menit, dan 20 menit dengan menunjukan bahwa lamanya waktu  pemanasan  sampel  dalam microwave berpengaruh terhadap  nilai  absorbansi  yang  didapatkan.  Perbandingan energi  gap  (E g )  yang  dihasilkan  pada  sampel  10  g  dan sampel 20 g dapat dilihat pada table 1.
Tabel 1 . Perbandingan hasil energi gap (E g ) pada massa sampel 10 g dan 20 g
Tabel  1. Merupakan  hasil  energi  gap  (E g )  yang diperoleh dari sintesis C-dots dengan massa 10 g dan 20 g menggunakan variasi waktu microwave 10 menit, 15 menit dan  20  menit  C-dots  A1  menghasilkan  energi  gap  (E g )
2,7380 eV dengan panjang puncak absorbansi 1,3934 , C-dots  A2  menghasilkan  energi  gap  (E g )  2,5721  eV dengan panjang puncak absorbansi 1,5320 , C-dots A3 menghasilkan energi gap (E g ) 2,4671 eV dengan panjang puncak  absorbansi  1,5403.  Kemudian  C-dots  B1 menghasilkan energi gap (E g ) 2,2116 eV dengan panjang puncak  absorbansi  1,6890  ,  C-dots  B2  menghasilkan energi  gap  (E g )  2,2091  eV  dengan  panjang  puncak absorbansi 1,6990, C-dots B3 menghasilkan energi gap (E g )  2,2071  eV  dengan  panjang  puncak  absorbansi 1,7520.
Selain  dilakukan  pengujian  UV-Vis  selanjutnya dilakukan  pengujian  Pl.  Karakterisasi  Pl  dilakukan  untuk mengetahui  sifat  luminesens  dari  C-dots  yang  telah disintesis. Karakterisasi Pl dilakukan pada ke- enam sampel C-dots. Hasil karakterisasi dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Hasil karakterisasi Pl C-dots
Gambar 3. Hasil karakterisasi PI C-dots
Gambar  3  menunjukan  hasil  Pl  6  sampel  C-dots menghasilkan  puncak  intensitas  dan  panjang gelombang masing-masing.  Pada  C-dots  A1  spektrum  puncak  nilai intensitas  tertinggi  pada  panjang  gelombang  510  nm dengan  nilai  intensitas  160  a.u,  C-  dots  A2  spektrum puncak  nilai  intensitas  tertinggi  pada  panjang  gelombang 510  nm  dengan  nilai  intensitas  189  a.u,  C-dots  A3 spektrum  puncak  nilai  intensitas  tertinggi pada  panjang gelombang  510  nm  dengan  nilai  intensitas  250  a.u. Kemudian C-dots  B1  spektrum  puncak  nilai  intensitas tertinggi  pada  panjang  gelombang  513  nm  dengan  nilai intensitas  350  a.u,  C-  dots  B2  spektrum  puncak  nilai intensitas tertinggi pada panjang gelombang 518 nm dengan nilai intensitas 480 a.u, C-dots B3 spektrum puncak nilai intensitas  tertinggi  pada  panjang  gelombang  520  nm dengan nilai intensitas 620 a.u.

## HASIL UJI PENDARAN LAMPU (UV)
Pengujian  pendaran  dilakukan  dengan menggunakan  lampu ultra  violet (uv),  karakterisasi  ini dilakukan untuk mengetahui keberhasilan C-dots yang telah disintesis  menggunakan microwave. Pendaran  warna  yang dipancarkan  larutan  C-dots  kulit  bawang  merah  dapat dilihat oleh mata telanjang. Pada Tabel 4.2 dan Gambar 4.
Sampel C-dots Panjang gelombang Puncak Absorbansi Energi gap (E g ) A1 A2 A3 284 nm 284 nm 284 nm 1,3934 1,5320 1,5403 2,7380 2,5721 2,4671 B1 B2 B3 288 nm 289 nm 289 nm 1,6890 1,6990 1,7520 2,2116 2,2091 2,2071
berikut adalah pendaran warna ke- enam sampel C-dots yang disinari lampu ultra violet (uv) Aquades  A1    A2      A3     B1     B2     B3
Gambar 4. Hasil pendaran warna C-dots Dapat  diamati  pada  gambar  4.  dari  keenam  sampel seluruhnya  tidak  mengemisikan  cahaya  ketika  berada dibawah  cahaya  tampak.  Ketika  sampel  dieksitasi menggunakan  lampu ultra  violet (uv)  terlihat  ke-enam sampel berpendar hal ini dikarenakan salah satu indikator kualitatif  eksistensi  C-dots  di  dalam  larutan  adalah terjadinya  secara  kualitatif  intensitas  pendaran  tertinggi terjadi pada C-dots B3. Seiring dengan meningkatnya lama waktu  disintesis  10  menit,  15  menit,  dan  20  menit terlihat bergeser dengan cahaya pada panjang gelombang ultra violet (uv). Penyerapan sinar ultra violet (uv) oleh C-dots diamati  semakin  luas  dengan  meningkatnya  waktu intensitas.  Hasil  ini  menunjukan  bahwa  C-dots  mampu menyerap lebih banyak energi dari sinar ultra violet (uv).

## KESIMPULAN DAN SARAN
Berdasarkan  hasil  penelitian  yang  telah  dilakukan dapat diambil kesimpulan yaitu C-dots dengan bahan dasar kulit  bawang  merah  telah  berhasil  disintesis menggunakan  metode spektrum  gelombang  elektromagnetik dengan  variasi  waktu  10  menit,  15  menit,  dan  20 menit  dengan  massa  sampel  10  g,  dan  20  g  yang menghasilkan  larutan  berwarna  kuning  bening-  kuning kecokelatan.  Pemanasan microwave dengan  variasi  yang berbeda  menghasilkan  energi  gap  (E g )  yang berbeda. C- dots A1 menghasilkan energi gap (E g ) 2,7380 eV, C- dots A2 menghasilkan energi gap (E g ) 2,5721 eV, C- dots A3 menghasilkan energi gap (E g ) 2,4671 eV. Kemudian C- dots B1 menghasilkan energi gap (E g ) 2,2116, C-dots B2 menghasilkan  energi  gap  (E g )  2,2091  eV,  C-dots  B3 menghasilkan energi gap (E g ) 2,2071 eV. Lamanya waktu microwave mengakibatkan penyerapan spektrum
absorbansi  yang  dihasilkan  semakin  ke  kanan  (semakin besar)  dan  menghailkan  energi  gap  (E g )  yang  semakin kecil  maka  waktu microwave sangat  berpengaruh terhadap energi gap (E g ).
Hasil  yang  optimum  terdapat  pada  sampel C-dots dengan hasil energi gap (E g ), yang paling kecil yaitu  2,2071  eV.  Hasil  Pl  menunjukan  spektrum puncak  nilai  intensitas  tertinggi  pada  panjang gelombang 520 nm dengan nilai intensitas 620 a.u. Uji pendaran dengan menggunakan lampu ultra violet (uv) diperoleh pendaran berwarna hijau. Untuk hasil yang  lebih  baik  disarankan  agar  pembuatan C-dots dapat  dikembangkan  untuk  aplikasi  seperti pemurnian biogas, mendeteksi logam berat dan dapat dikembangkan untuk anti bakteri.

## DAFTAR PUSTAKA
Abdullah M, 2008. Review : Sintesis Nanomaterial. Jurnal Nanosains & Nanoteknologi,  1  (2) :33-57. Alimah.
Badan Pusat Statistik. 2021.  Produksi Bawang Merah
Menurut Provinsi Tahun 2021. Kementrian Pertanian Republik Indonesia, Jakarta.
Baker G.A, Baker S.N, 2010. Luminescent Carbon Nanodots : Emergent.
Boakye-Yiadom, K.O., Kesse, S., Opoku- Damoah, Y., Filli, M.S., Aquib, M., Joelle, M.M.B., dkk.  2019.  Carbon  Dots: Applications in Bioimaging  and Theranostics. International Journal of Pharmaceutics . 564: 308-317. Dany  Rahmayanti,  Handika,  dkk.  2015. “ Sintesis Carbon  Nanodots  Sulfur  (C-  dots  Sulfur) den g an  Metode Microwave” .  Unnes Phsycs Journal. Vol 4, No. 1, Agustus 2015, hlm.
2.
J. Zhang, dkk. “The Sinthesis of Rhodium/ Carbon Dots  Nanoarticles  and  Its  Hydrogenation Application”. Applied  Surface  Science ELSEVIER, Vol. 396,: 1138-1145, 2016. Lin,  F.,  Bao,  Y.,  Wu,  F.  2019.  Carbon  Dots  for Sensing  and  Killing  Microorganisms. Journal of Carbon Research . 5(33): 1-21. Magana,  S.E.,  Breeding,  C.M.  2016.  An Introduction  to  Photoluminescence Spectroscopy for Diamond and Its
Applications in Gemology. G ems & G emolo g y . 52(1): 2-17.
Nasrullah,  M.,  dan  Darminto.  (2013).  Analisa Fasa dan Lebar Celah Pita Energi Karbon Pada
Hasil  Pemanasan  Tempurung  Kelapa. Jurnal Seni dan POM ITS. 2(1) : 1-5.
Novianto,  Fajrin,  dkk.  2014. “ Keteprofen,  Penetapan Kadarnya  dalam  Sediaan G el  den g an  Metode Spektrofotometer  Ultraviolet-Visibel" .  Jurnal
Pharmacy . Vol. 11, No. 01, Juli 2014.
Rahayu,  D.  S.,  D.  Kusrini,  dan  E.  Fachriyah. 2010Penentuan  Aktivitas Antioksidan  dari Ekstrak Etanol Daun Ketapang ( Terminalia
catappa  L ) dengan  Metode  1,1  difenil  2 pikrilhidrazi  1  (DPPH) Journal  Article. Retrieved fromhttps://www.researchgate.net/publ icat  ion/277999296  diakses  pada  tanggal 25 juli 2022