## PENENTUAN CELAH ENERGI OPTIK EKSTRAK DAUN ALPUKAT (PERSEA AMERICANA MILL) ASAL DESA OINLASI MENGGUNAKAN METODE TAUC PLOT
Magdalena M. Y. Missa, Redi K. Pingak, Hadi I. Sutaji Jurusan Fisika, Fakultas Sains dan Teknik, Undana, Jln. Adisucipto, Penfui, 85361, Indonesia Email: rpingak@staf.undana.ac.id

## Abstrak
Telah ditentukan celah energi optik ekstrak daun alpukat (Persea Americana Mill) asal Desa Oinlasi menggunakan metode Tauc plot. Penentuan nilai celah energi ditentukan untuk 3 kemungkinan jenis transisi  yaitu  direct  transition,  indirect  transition,  dan  direct  forbidden  transition.  Berdasarkan perhitungan  menggunakan  metode  Tauc  plot,  celah  energi  rata-rata  yang  diperoleh  untuk  masing- masing transisi secara berturut-turut adalah 1,834 eV, 1,829 eV, dan 1,835 eV. Berdasarkan nilai celah energi senyawa hasil ekstrak daun alpukat dapat dikelompokkan sebagai bahan semikonduktor. Oleh karena  itu,  disimpulkan bahwa  ekstrak  daun  alpukat  berpotensi  digunakan  sebagai  bahan  alternatif piranti elektronik.
Kata kunci : Daun alpukat, celah energi, semikonduktor, Tauc plot

## Abstract
A study on determination optical energy gap of avocado leaves extract (Persea Americana Mill) from Oinlasi Village using Tauc plot method has been done. Determination of energy gap value was done for 3 possible transition types : direct transition, indirect transition, and direct forbidden transition. Based on calculations using Tauc plot method, energy gap average obtained for each transition are 1,834  eV,  1,829  eV,  and  1,835  eV,  respectively.  Based  on  this  energy  gap  value,  the  compound  of avocado leaves extract can be categorized as a semiconducting material. Therefore, it can be concluded that avocado leaves extract has the potential to be used as alternative materials in electronic devices .
Key words : avocado leaves, energy gap, semiconductor, Tauc plot

## PENDAHULUAN
Pada  saat  ini,  penelitian  sifat-sifat  kimia dan  fisika  bahan  organik  sebagai  calon  bahan aktif piranti elektronika sedang dikembangkan. Hal  ini  karena  bahan-bahan  organik  harganya murah  dan  melimpah,  sedangkan  bahan-bahan anorganik  mahal  dan  ketersediaanya  semakin berkurang [1].
Kajian  sifat-sifat  fisika  suatu  material meliputi sifat listrik, magnet optik dan mekanik. Salah satu sifat kelistrikan material adalah celah energi  ( energy  gap ).  Untuk  mengkaji  sifat listrik  khususnya  penentuan  besarnya  celah energi,  ditentukan  melalui  spektrum  serapan material  senyawa  tersebut.  Spektrum  serapan material diperoleh menggunakan spektrofotometer UV-Vis [2].
Berdasarkan  daya  hantar  listrik,  sifat material  dikelompokkan  menjadi  tiga  yaitu isolator,  semikonduktor  dan  konduktor.  Sifat- sifat fisika suatu material umumnya ditentukan oleh  besarnya  konduktivitas  listrik  (σ m )  dan celah energi ( E g ).
Tanaman  alpukat  adalah  salah  satu material  yang  banyak  dijumpai  di  Indonesia khususnya  di  Desa  Oinlasi,  Kecamatan Amanatun  Selatan,  Kabupaten  TTS,  Provinsi Nusa  Tenggara  Timur.  Tanaman  alpukat memiliki  banyak  manfaat  pada  setiap  bagian- bagiannya. Salah satu penelitian telah dilakukan tentang  ekstraksi  tanin  dari  daun  alpukat ( Persea  americana Mill.)  sebagai  pewarna alami  yang  memperoleh  panjang  gelombang sebesar 614 nm [3].
Celah  energi  merupakan  perbedaan antara ujung atas pita valensi (Ev) dengan ujung bawah pita konduksi (Ec) atau energi minimum yang  diperlukan  untuk  mengeksitasi  elektron dari pita valensi ke pita konduksi [4].
Metode Tauc plot adalah sebuah metode penentuan  celah  pita  optik  dengan  melihat grafik  linear  hubungan  E  (eV)  pada  sumbu-x dan ( αhυ ) 1/m sumbu-y.
Hubungan  antara  energi  foton  ( hυ )  dan koefisien  absorbsi  (α)  ditentukan  dengan persamaan :
(𝛼ℎ𝜐) 1 𝑚 ⁄ = c (ℎ𝜐 −  𝐸𝑔) (1)
dimana h  = 6,63  ×  10 -34 J.s, c adalah konstanta    kecepatan  cahaya    dan E g adalah celah  energi  material  dan  eksponen m tergantung pada jenis transisi [5].

## METODE
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Bio Sains Undana. Alat – alat yang digunakan dalam  penelitian  adalah  toples  kaca,  alat tumbukan,  timbangan  digital,  gelas  kimia, seperangkat alat evaporasi, dan spektrofotometer  UV-Vis.  Bahan-bahan  yang digunakan dalam penelitian adalah daun alpukat asal  Desa  Oinlasi,  Kecamatan  Amanatun Selatan,  Kabupaten  TTS,  etanol  (etil  alkohol) 96%,  kain  flannel,  aquades,  kertas  saring, aluminium foil, dan tisu.
Sampel berupa daun alpukat yang dipilih dari Desa Oinlasi serta  dibersihkan, kemudian dikeringkan  di  bawah  sinar  matahari  selama  7 hari  dan  dihancurkan  menggunakan  alat tumbukan  untuk  mendapatkan  ukuran  yang halus.  Serbuk  daun  sampel  yang  sudah  halus sejumlah  500  gram    kemudian  diekstraksi menggunakan  pelarut  etanol  sebanyak  1500 mL. Proses ekstraksi dilakukan selama 48 jam dan  didapatkan  hasil  ekstraksi  sebanyak  554 mL. Selanjutnya cairan hasil ekstraksi dievaporasi dengan alat evaporator.
Proses evaporasi dilakukan selama 1 jam 10  menit  pada  suhu  65 o C.  Hasil  evaporasi berupa  larutan  kental  berwarna  hitam  pekat sebanyak  40  mL.  Sampel  daun  alpukat  yang telah  dievaporasi  akan  dianalisis  spektrum serapannya  menggunakan  spektrofotometer UV-Vis.  Sampel  dibuat  tiga  perlakuan  yaitu konsentrasi  100  ppm,  200  ppm  dan  300  ppm. Masing-masing sampel dikarakterisasi menggunakan  spektrofotometer  UV-Vis  untuk dianalisis  celah  energi  senyawa  hasil  ekstrak daun alpukat. Celah energi dihitung menggunakan metode Tauc plot.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Spektrum  Serapan  Senyawa  Ekstrak  Daun

## Alpukat
Spektrum  serapan  senyawa  hasil  ekstrak daun  alpukat  ditunjukkan  pada  gambar  1, gambar 2, dan gambar 3.
a. Konsentrasi 100 ppm
Gambar 1. Spektrum serapan senyawa ekstraksi daun alpukat konsentrasi 100 ppm
b. Konsentrasi 200 ppm
Gambar 2. Spektrum serapan senyawa ekstraksi daun alpukat konsentrasi 200 ppm
c. Konsentrasi 300 ppm
Gambar 3. Spektrum serapan senyawa ekstraksi daun alpukat konsentrasi 300 ppm Penentuan Celah Energi
Penentuan  celah  energi  dilakukan  untuk setiap  konsentrasi  menggunakan  metode Tauc plot.  Penentuan  nilai  celah  energi  senyawa ekstrak  daun  alpukat  asal  Desa  Oinlasi dilakukan pada 3 jenis transisi; direct transition, indirect  transition, dan direct  forbidden transition . Penentuan nilai celah energi melalui 3  jenis  transisi  bertujuan  untuk  memprediksi jenis transisi senyawa ekstrak daun alpukat asal Desa Oinlasi.
Untuk  menghitung  nilai  celah  energi, (αh(c/λ)) 1/m dengan h(c/λ) diplot,  kemudian ditarik  garis  lurus  melewati  titik-titik  yang mengalami  perubahan  nilai  vertikal  sangat besar  pada  gambar  4  sampai  gambar  6. Perpotongan  garis  dengan  sumbu  horizontal menunjukkan  nilai  celah  energi.  Besar  celah energi  hasil  ekstrak  daun  alpukat  pada konsentrasi  100  ppm,  200  ppm,  dan  300  ppm untuk  setiap  jenis  transisi  dapat  ditunjukkan pada tabel 1.
Tabel 1. Nilai celah energi pada konsentrasi (100 ppm, 200 ppm & 300 ppm) untuk setiap jenis transisi
Penentuan  celah  energi  menggunakan metode Tauc  plot ditunjukkan  pada  gambar  4, gambar 5, dan gambar 6.
1. Konsentrasi 100 ppm
(a) (b) (c)
Gambar  4.  (a)    Kurva  ( αh(c/λ)) 2 versus h(c/λ) pada  konsentrasi 100 ppm
untuk m = 1 2 ⁄ ( direct
transition ) (b)  Kurva  ( αh(c/λ)) 1/2 versus h(c/λ) pada  konsentrasi  100  ppm untuk m = 2 ( indirect transition ) (c)  Kurva  ( αh(c/λ)) 2/3 versus h(c/λ) pada  konsentrasi  100  ppm
untuk m = 3 2 ⁄ ( direct forbidden transition )
2. Konsentrasi 200 ppm
(a) (b) (c)
Gambar  5.  (a)    Kurva  ( αh(c/λ)) 2 versus h(c/λ) pada konsentrasi 200 ppm untuk m = 1 2 ⁄ ( direct transition )
(b)  Kurva  ( αh(c/λ)) 1/2 versus h(c/λ) pada  konsentrasi  200  ppm untuk m = 2 ( indirect transition ) (c)  Kurva  ( αh(c/λ)) 2/3 versus h(c/λ) pada  konsentrasi  200  ppm untuk m = 3 2 ⁄ ( direct forbidden transition ) 3. Konsentrasi 300 ppm
(a)
(b)
(c)
Gambar  6.  (a)    Kurva  ( αh(c/λ)) 2 versus h(c/λ) pada konsentrasi 300 ppm untuk m = 1 2 ⁄ ( direct transition )
(b)  Kurva  ( αh(c/λ)) 1/2 versus h(c/λ) pada  konsentrasi  300  ppm untuk m = 2 ( indirect transition )
(c)  Kurva  ( αh(c/λ)) 2/3 versus h(c/λ) pada  konsentrasi  300  ppm untuk m = 3 2 ⁄ ( direct forbidden transition )
Berdasarkan gambar 4 (a,b, c), gambar 5 (a, b, c) dan gambar 6 (a, b, c), terlihat bahwa ketiga  jenis  transisi  menghasilkan  nilai  celah energi  hampir  sama  yaitu  berkisar  1,822  eV sampai 1,839 eV pada setiap konsentrasi. Nilai

## ISSN: 2503-5274(p)
Berdasarkan  nilai  celah  energi  ini  dapat disimpulkan  secara  teori  bahwa  senyawa ekstrak  daun  alpukat  asal  Desa  Oinlasi,
Kabupaten Timor Tengah Selatan
dikelompokan  pada  bahan  semikonduktor berdasarkan nilai celah energinya berkisar 1 eV – 3 eV dan dapat digunakan sebagai alternatif bahan aktif dalam piranti elektronik.

## SIMPULAN DAN SARAN
Berdasarkan  analisis  data,  disimpulkan bahwa  Senyawa  hasil  ekstraksi  daun  alpukat asal  Desa  Oinlasi  memiliki  nilai  celah  energi rata-rata 1,834 eV untuk jenis direct transition , 1,829  eV  untuk  jenis indirect  transition ,  dan 1,835  eV  untuk  jenis direct  forbidden transition .    Nilai  celah  energi  ini  berada  pada interval 1 eV < Eg < 3 eV  yang  menunjukkan bahwa senyawa ekstrak daun alpukat asal Desa Oinlasi dikelompokkan sebagai bahan
semikonduktor,  dan  dapat  digunakan  sebagai alternatif bahan aktif dalam piranti elektronik.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Bais, F. M. 2010. Pengaruh Logam Terhadap Perubahan Celah Energi dan Koefisien Serapan Senyawa Kompleks Flavonoid Hasil Ekstraksi Kulit Tanaman Valoa (Sterculia Urceolata Smith) Asal Kecamatan Amarasi Kabupaten Kupang . Skripsi S1: Jurusan Fisika FST UNDANA. Kupang.
[2] Ngara, Z. S. 2014. Metode Fisika Eksperimen . UNDANA: Kupang.
[3] Lestari, P., Susinggih W., dan Widelia I. P . 2014. Ekstraksi Tanin dari Daun
Alpukat (Persea americana Mill.) Sebagai Pewarna Alami (Kajian Proporsi Pelarut dan Waktu Ekstraksi) . Universitas Brawijaya.
[4] Sze, S. M. 2002. Semiconductor Devices Physics Technologi, Edisi Kedua . Jhon Wiley dan Sons. INC.
[5] Sarkar, R., C.S. Tiwary, P. Kumbhakar, S.  Basu,  dan  A.K.  Mitra.  2008. “Yellow-orange  light  emission  from Mn 2+ -doped ZnS nanoparticles”.
Journal  Physica  E  40  (2008)  3115– 3120.
celah  energi  rata-rata  untuk  jenis direct transition,  indirect  transition, dan direct forbidden  transition secara  berturut-turut adalah 1,834 eV, 1,829 eV, 1,835 eV. Meskipun nilai  celah  energi  senyawa  hasil  ekstrak  daun alpukat hampir sama pada setiap jenis transisi, namun  diperkirakan  jenis  transisi  yang  paling memungkinkan adalah direct transition dengan nilai  celah  energi  rata-rata  1,834  eV.  Hal  ini dikarenakan senyawa hasil ekstrak daun alpukat cenderung  menyerap  foton  dengan  energi eksitasi minimum dan memiliki nilai momentum sama.