Sintesis dan Karakterisasi Senyawa Perovskit Ba1-xLixTi1-xNbxO3 Menggunakan Metode Lelehan Garam dan Potensinya sebagai Bahan Kapasitor Dielektrik

Talib, Muhammad Ikhsan (2025) Sintesis dan Karakterisasi Senyawa Perovskit Ba1-xLixTi1-xNbxO3 Menggunakan Metode Lelehan Garam dan Potensinya sebagai Bahan Kapasitor Dielektrik. S1 thesis, Universitas Andalas.

	Text (Cover dan Abstrak) Cover dan Abstrak.pdf - Published Version Download (324kB)
	Text (BAB I Pendahuluan) BAB I Pendahuluan.pdf - Published Version Download (263kB)
	Text (BAB V Penutup) BAB V Penutup.pdf - Published Version Download (264kB)
	Text (Daftar Pustaka) Daftar Pustaka.pdf - Published Version Download (237kB)
	Text (Skripsi Full Text) Skripsi Full Text.pdf - Published Version Restricted to Repository staff only Download (4MB) | Request a copy

Abstract

Kapasitor dielektrik berbasis material feroelektrik semakin mendapat perhatian sebagai teknologi penyimpan energi yang menjanjikan karena memiliki keunggulan berupa kerapatan daya tinggi, laju pengisian–pengosongan yang cepat, serta stabilitas operasional yang baik. Salah satu kandidat material unggul untuk aplikasi ini adalah senyawa perovskit oksida dengan formula umum ABO3, yang memiliki sifat feroelektrik akibat pergeseran domain dipol dalam struktur kristalnya. Pada penelitian ini, senyawa perovskit berbasis BaTiO3 dimodifikasi melalui substitusi kation Li+ dan Nb5+ sehingga diperoleh komposisi Ba1-xLixTi1-xNbxO3 dengan variasi x = 0,02; 0,04; 0,06; dan 0,08. Sintesis dilakukan menggunakan metode lelehan garam dengan campuran eutektik NaCl/KCl sebagai media reaksi pada rasio molar 1:5 antara senyawa dan garam. Analisis difraksi sinar-X (XRD) menunjukkan seluruh sampel berhasil membentuk fasa tunggal perovskit tanpa adanya fasa sekunder. Refinement menggunakan metode Le Bail mengonfirmasi bahwa semua komposisi memiliki struktur kristal tetragonal dengan grup ruang P4mm, mirip dengan BaTiO3 murni, namun menunjukkan penurunan distorsi tetragonal menuju konfigurasi pseudokubik seiring meningkatnya konsentrasi substitusi. Volume sel satuan teramati menurun dengan bertambahnya x, yang dikaitkan dengan penggantian kation Ba2+ berukuran besar oleh kation Li+ yang lebih kecil pada sisi-A. Spektrum Raman mengungkap kemunculan mode vibrasi baru pada sekitar 115 cm-1 dan 187 cm-1, yang berkaitan dengan substitusi Li+ dan pelebaran mode vibrasi oktahedral BO6 akibat penambahan Nb5+. Analisis energi celah pita (Eg) menunjukkan kenaikan dari 3,14 eV (x = 0,02) menjadi 3,16 eV (x = 0,08), sedangkan pengamatan morfologi permukaan menggunakan SEM memperlihatkan partikel berbentuk lempengan dengan ukuran yang semakin mengecil pada komposisi x yang lebih tinggi. Pengukuran sifat dielektrik memperlihatkan penurunan suhu transisi feroelektrik–paraelektrik (Tm) hingga sekitar 10 °C pada x = 0,08 serta karakteristik transisi fasa menyebar (diffused phase transition/DPT). Kurva histeresis polarisasi (P–E) memperlihatkan loop terbuka dengan adanya polarisasi sisa (Pr), menandakan kestabilan sifat feroelektrik pada suhu ruang. Analisis penyimpanan energi berdasarkan kurva P–E menunjukkan peningkatan rapat daya pulih (Wrec) dan efisiensi penyimpanan energi (η) seiring meningkatnya x, dengan nilai tertinggi pada x = 0,08 (Wrec = 86,8 mJ/cm3 dan η = 32,97% pada 100 kV/cm dan 100 Hz). Hasil ini menegaskan bahwa Ba1-xLixTi1-xNbxO3 berpotensi besar sebagai material feroelektrik untuk aplikasi kapasitor dielektrik, meskipun optimalisasi lanjutan diperlukan untuk meningkatkan performa penyimpanan energinya.

Actions (login required)

View Item