seminar nasional sains dan teknologi (senastek-2015), kuta ... filevibrasi yang terjadi dalam...

2
Seminar Nasional Sains dan Teknologi (SENASTEK-2015), Kuta, Bali, INDONESIA, 29 – 30 Oktober 2015 PENGARUH SUBSTITUSI UNSUR Gd PADA STRUKTUR KRISTAL SUPERKONDUKTOR SISTEM BISMUTH FASE 2223 : Bi 2 Sr 2 (Gd 1-x Ca 1+x )Cu 3.05 O z I.B.A. Paramarta 1) , I.G.A.A. Ratnawati 2) 1, 2 Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udauana [email protected] P000 METODOLOGI PENELITIAN Metode sintesis yang digunakan adalah metode pencampuran basah, dengan langkah-langkah seperti pada Gambar 1. Gambar 1. Diagram alir proses sintesis superkonduktor Bi 2 Sr 2 (Gd 1-x Ca 1+x )Cu 3 O z KESIMPULAN Dari hasil penelitian dan analisis data, dapat disimpulkan : bahwa penambahan nilai x pada superkonduktor Bi 2 Sr 2 (Gd 1- x Ca 1+x )Cu 3.05 O z mengakibatkan nilai parameter kisi ke arah sumbu a dan c menurun sedangkan ke arah sumbu b meningkat dan ukuran partikel mengecil. Vibrasi sampel Bi 2 Sr 2 (Gd 1-x Ca 1+x )Cu 3.05 O z terjadi pada range panjang gelombang antara 500-600 cm -1 . DAFTAR PUSTAKA UCAPAN TERIMAKASIH Penulis menghaturkan banyak terimakasih kepada pihak pemberi dana HUPS UNUD. PENDAHULUAN Salah satu superkonduktor yang berpeluang besar dalam aplikasi adalah superkonduktor sistem Bismuth fase 2223 karena mempunyai suhu kritis tinggi yaitu sekitar 110 K. Beberapa penelitian mengenai bahan tersebut telah dilakukan dengan berbagai cara, diantaranya dengan pemberian doping untuk sistem Bi-2212 [Nguyen T.S.], pemberian doping untuk sistem Bi-2223 [Mizuno], pemberian doping untuk Bi-1212 [A. Ehman, Kande, Beables]. Akan tetapi superkonduktor tersebut masih mempunyai medan magnetik kritis kecil, sehingga akan berdampak buruk pada aplikasinya. Salah satu bahan yang dapat meningkatkan medan magnetik kritis adalah unsur Gd. Oleh karena itu pada penelitian ini dilakukan substitusi unsur Gd pada Ca untukmeningkatkan nilai medan magnetik superkonduktor tersebut, sehingga dalam pengaplikasiannya tidak memerlukan biaya tinggi. Dari uraian di atas maka dapat diangkat beberapa permasalahan yang meliputi, bagaimana pengaruh substitusi Gd pada Ca terhadap pembentukan fase 2223, perubahan parameter kisi, ukuran partikel dan vibrasi yang terjadi dalam sampel. Tujuan penelitian ini adalah menghasilkan sampel Bi 2 Sr 2 (Gd 1-x Ca 1+x )Cu 3 O z dengan fase atau kristal tunggal dan homogenitas tinggi. HASIL PENELITIAN Hasil karakterisasi X-ray diffraction (XRD) memperlihatkan fasa superkonduktor Bi-2223 dan fasa impuritas Bi-2212 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Arbitrary units 2 x = 0.1 x = 0.3 Sampel Bi 2 Sr 2 (Gd 1-x Ca 1+x )Cu 3.05 O z Parameter Kisi a (A o ) b (A o ) c (A o ) x = 0.1 5.402623 5.410510 30.6859 x = 0.3 5.385031 5.434867 30.5586 Tabel 1. Nilai parameter kisi sebagai hasil refinement spektrum XRD Sampel Bi 2 Sr 2 (Gd 1-x Ca 1+x )Cu 3.05 O z Ukuran partikel (nm) x = 0.1 150 x = 0.3 147 Tabel 2. Ukuran partikel hasil perhitungan menggunakan persamaan Scherrer Penimbangan Bahan (Bi 2 O 3 , SrCO 3 , Gd 2 O 3 , CaCO 3 , CuO) Karakterisasi XRD, FTIR Pencampuran dan pengadukan dengan HNO 3 Pemanasan pada 100 o C selama 1 jam Kalsinasi pada 600 o C selama 3 jam Sintering pada 850 o C selama 2 jam Bi-2223 Bi-2212 Gambar 2. Spektrum XRD sampel Bi 2 Sr 2 (Gd 1-x Ca 1+x )Cu 3.05 O z dengan x : 0.1 dan 0.3 pada suhu sintering 850 o C selama 2 jam Gambar 3. Kurva hasil karakterisasi FTIR sampel Bi 2 Sr 2 (Gd 1-x Ca 1+x )Cu 3.05 O z yang diberi perlakuan x = 0.1 dan 0.3 Beables, P.V.P.S.S, Parberry, J.M.,(1997), Phys. Stat. Sol, 162, 689. Ehmann, A., Kembler-Sack, S, Losch, S. Schlichenmair, M, Wischer, W., Zoler, P., Nissel, T., Huebener, R., P, (1992), Physica C, 1-6. Kambe, S., Akao, T., Oshima, S., Okuyama, S., (1995), Physics C, 206, 151-156. Nguyen Thuy Sinh, Hong Ngoc Hien, (1995), 2 nd International Workshop on Material Science, Hanoi, 491-494. 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 %T cm -1 A B C D Simbol Vibrasi Bilangan gelombang (cm -1 ) A Cu(1)-O(1)-Cu(2) 500 – 600 B Logam M-O 850 – 1100 C CO 3 -2 1500 – 1750 D Gugus O-H dan N-H 3200 – 3700 Tabel 3. Sumber vibrasi pada sampel dengan bilangan gelombangnya

Upload: dinhkhuong

Post on 06-Jun-2019

220 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Seminar Nasional Sains dan Teknologi (SENASTEK-2015), Kuta ... filevibrasi yang terjadi dalam sampel. Tujuan penelitian ini adalah menghasilkan sampel Bi 2 Sr 2 (Gd 1-x Ca 1+x)Cu 3

Seminar Nasional Sains dan Teknologi (SENASTEK-2015), Kuta, Bali, INDONESIA, 29 – 30 Oktober 2015

PENGARUH SUBSTITUSI UNSUR Gd PADA

STRUKTUR KRISTAL SUPERKONDUKTOR SISTEM

BISMUTH FASE 2223 : Bi2Sr

2(Gd

1-xCa

1+x)Cu

3.05O

z

I.B.A. Paramarta 1) , I.G.A.A. Ratnawati 2)

1, 2 Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udauana

[email protected]

P000

METODOLOGI PENELITIAN

Metode sintesis yang digunakan adalah metode pencampuran basah,

dengan langkah-langkah seperti pada Gambar 1.

Gambar 1. Diagram alir proses sintesis superkonduktor Bi2Sr2(Gd1-xCa1+x)Cu3Oz

KESIMPULANDari hasil penelitian dan analisis data, dapat disimpulkan : bahwa

penambahan nilai x pada superkonduktor Bi2Sr2(Gd1-

xCa1+x)Cu3.05Oz mengakibatkan nilai parameter kisi ke arah sumbu a

dan c menurun sedangkan ke arah sumbu b meningkat dan ukuran

partikel mengecil. Vibrasi sampel Bi2Sr2(Gd1-xCa1+x)Cu3.05Oz terjadi

pada range panjang gelombang antara 500-600 cm-1 .

DAFTAR PUSTAKA

UCAPAN TERIMAKASIHPenulis menghaturkan banyak terimakasih kepada pihak pemberi

dana HUPS UNUD.

PENDAHULUAN

Salah satu superkonduktor yang berpeluang besar dalam aplikasi

adalah superkonduktor sistem Bismuth fase 2223 karena mempunyai suhu

kritis tinggi yaitu sekitar 110 K. Beberapa penelitian mengenai bahan

tersebut telah dilakukan dengan berbagai cara, diantaranya dengan

pemberian doping untuk sistem Bi-2212 [Nguyen T.S.], pemberian doping

untuk sistem Bi-2223 [Mizuno], pemberian doping untuk Bi-1212 [A. Ehman,

Kande, Beables]. Akan tetapi superkonduktor tersebut masih mempunyai

medan magnetik kritis kecil, sehingga akan berdampak buruk pada

aplikasinya. Salah satu bahan yang dapat meningkatkan medan magnetik

kritis adalah unsur Gd. Oleh karena itu pada penelitian ini dilakukan

substitusi unsur Gd pada Ca untukmeningkatkan nilai medan magnetik

superkonduktor tersebut, sehingga dalam pengaplikasiannya tidak

memerlukan biaya tinggi.

Dari uraian di atas maka dapat diangkat beberapa permasalahan

yang meliputi, bagaimana pengaruh substitusi Gd pada Ca terhadap

pembentukan fase 2223, perubahan parameter kisi, ukuran partikel dan

vibrasi yang terjadi dalam sampel. Tujuan penelitian ini adalah

menghasilkan sampel Bi2Sr2(Gd1-xCa1+x)Cu3Oz dengan fase atau kristal

tunggal dan homogenitas tinggi.

HASIL PENELITIAN

Hasil karakterisasi X-ray diffraction (XRD) memperlihatkan fasa

superkonduktor Bi-2223 dan fasa impuritas Bi-2212

10 20 30 40 50 60 70 80 90

Arb

itra

ry u

nits

2

x = 0.1

x = 0.3

Sampel

Bi2Sr2(Gd1-xCa1+x)Cu3.05Oz

Parameter Kisi

a (Ao) b (Ao ) c (Ao )

x = 0.1 5.402623 5.410510 30.6859

x = 0.3 5.385031 5.434867 30.5586

Tabel 1. Nilai parameter kisi sebagai hasil refinement spektrum XRD

Sampel

Bi2Sr2(Gd1-x Ca1+x)Cu3.05Oz

Ukuran partikel (nm)

x = 0.1 150

x = 0.3 147

Tabel 2. Ukuran partikel hasil perhitungan menggunakan persamaan Scherrer

Penimbangan Bahan

(Bi2O3, SrCO3, Gd2O3, CaCO3, CuO)

Karakterisasi

XRD, FTIR

Pencampuran dan

pengadukan dengan HNO3

Pemanasan pada 100oC

selama 1 jam

Kalsinasi pada

600oC selama 3 jam

Sintering pada 850oC

selama 2 jam

Bi-2223

Bi-2212

Gambar 2. Spektrum XRD sampel Bi2Sr2(Gd1-xCa1+x)Cu3.05Oz dengan x : 0.1

dan 0.3 pada suhu sintering 850oC selama 2 jam

Gambar 3. Kurva hasil karakterisasi FTIR sampel Bi2Sr2(Gd1-xCa1+x)Cu3.05Oz

yang diberi perlakuan x = 0.1 dan 0.3

• Beables, P.V.P.S.S, Parberry, J.M., (1997), Phys. Stat. Sol, 162, 689.

• Ehmann, A., Kembler-Sack, S, Losch, S. Schlichenmair, M, Wischer, W.,

Zoler, P., Nissel, T., Huebener, R., P, (1992), Physica C, 1-6.

• Kambe, S., Akao, T., Oshima, S., Okuyama, S., (1995), Physics C, 206,

151-156.

• Nguyen Thuy Sinh, Hong Ngoc Hien, (1995), 2nd International Workshop on

Material Science, Hanoi, 491-494.

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

%T

cm-1

A

B C

D

Simbol Vibrasi

Bilangan

gelombang

(cm-1 )

A Cu(1)-O(1)-Cu(2) 500 – 600

B Logam M-O 850 – 1100

C CO3-2 1500 – 1750

D Gugus O-H dan N-H 3200 – 3700

Tabel 3. Sumber vibrasi pada sampel dengan bilangan gelombangnya

Page 2: Seminar Nasional Sains dan Teknologi (SENASTEK-2015), Kuta ... filevibrasi yang terjadi dalam sampel. Tujuan penelitian ini adalah menghasilkan sampel Bi 2 Sr 2 (Gd 1-x Ca 1+x)Cu 3

TEMPLATE DESIGN © 2008

www.PosterPresentations.com