Sintesis dan Karakterisasi Senyawa Perovskit Na0,25Bi0,25+xBa0,5-xTi1-xFexO3 Menggunakan Metode Lelehan Garam serta Potensinya Sebagai Bahan Kapasitor Dielektrik

Rahmi, Aulia Rahmi (2025) Sintesis dan Karakterisasi Senyawa Perovskit Na0,25Bi0,25+xBa0,5-xTi1-xFexO3 Menggunakan Metode Lelehan Garam serta Potensinya Sebagai Bahan Kapasitor Dielektrik. S1 thesis, Universitas Andalas.

	Text (Cover dan Abstrak) Text (Cover dan Abstrak).pdf - Published Version Download (383kB)
	Text (BAB I) Text (BAB I).pdf - Published Version Download (732kB)
	Text (BAB V) Text (BAB V).pdf - Published Version Download (275kB)
	Text (Daftar Pustaka) Text (Daftar Pustaka).pdf - Published Version Download (1MB)
	Text (Skripsi Full Text) Text (Skripsi Full Text).pdf - Published Version Restricted to Repository staff only Download (7MB) | Request a copy

Abstract

Kemajuan teknologi di berbagai sektor seperti kendaraan listrik, peralatan medis, dan perangkat elektronik mendorong kebutuhan akan sistem penyimpanan energi yang andal dan efisien. Salah satu perangkat yang menunjukkan potensi besar untuk memenuhi kebutuhan ini adalah kapasitor dielektrik, yang memungkinkan proses pengisian dan pelepasan muatan listrik secara cepat dan berulang. Kapasitor dielektrik memanfaatkan bahan feroelektrik sebagai bahan aktif penyimpannya karena dapat mengalami polarisasi spontan. Salah satu material feroelektrik yang banyak diteliti untuk aplikasi ini adalah senyawa perovskit dengan rumus umum ABO3. Pada penelitian ini, senyawa perovskit Na0,25Bi0,25+xBa0,5-xTi1-xFexO3 dengan variasi x = 0,02; 0,04; 0,06; 0,07; 0,08 dan 0,1 disintesis menggunakan metode lelehan garam. Campuran garam KCl dan K2SO4 pada rasio eutektik 3:1 mol digunakan sebagai media reaksi dan perbandingan mol garam terhadap prekursor adalah 2:1. Analisis kemurnian fasa menggunakan XRD menunjukkan senyawa perovskit dengan variasi x = 0,02; 0,04; 0,06 dan 0,07 berupa produk berfasa tunggal, sedangkan pada komposisi x yang lebih tinggi ditemukan adanya fasa sekunder. Analisis refinement teknik Le Bail menunjukkan bahwa senyawa berfasa tunggal memiliki struktur ortorombik (Pnma) dimana volume sel menurun seiring dengan peningkatan komposisi x. Penurunan volume sel ini dapat mengindikasikan berhasilnya tersubstitusi kation dengan jari-jari yang lebih kecil yaitu Bi3+ terhadap Ba2+. Spektrum Raman menunjukkan adanya pergeseran dan pelebaran puncak vibrasi ikatan A-O dan B-O yang menandakan adanya perubahan struktur lokal akibat subsitutsi kation yang dilakukan. Lebih jauh, kehadiran kation Fe3+ yang lebih banyak menunjukan adanya mode vibrasi baru struktur BO6 oktahedral yang mengindikasikan tatanan lokal Fe-O-Fe. Energi celah pita (Eg) mengalami penurunan dengan meningkatnya komposisi x, hal ini dapat disebabkan oleh terbentuknya tingkat energi baru atau sub pita baru yang berasal dari orbital d ion Fe3+. Hasil karakterisasi SEM menunjukkan terjadinya peningkatan dalam struktur morfologi, disertai dengan ukuran butiran yang lebih homogen dan kerapatan antar butir yang meningkat. Sifat feroelektrik dari senyawa produk dikonfirmasi dengan adanya puncak transisi fasa feroelektrik menjadi paraelektrik (Tm) pada kurva dielektrik terhadap suhu. Peningkatan komposisi x menyebabkan puncak Tm mengalami pelebaran dan mengalami relaksasi terhadap frekuensi yang mengindikasikan adanya sifat relaksor feroelektrik. Kurva histeresis feroelektrik (P-E) juga menunjukkan adanya nilai polarisasi sisa (Pr) dengan bentuk kurva yang ramping, memperkuat indikasi keberadaan domain polarisasi khas dari senyawa relaksor. Parameter penyimpanan energi, yaitu rapat daya yang (Wrec) dan efisiensi penyimpanan (η), dihitung berdasarkan luas kurva histeresis polarisasi. Hasil menunjukkan bahwa senyawa Na0,25Bi0,32Ba0,43Ti0,93Fe0,07O3 (x = 0,07) memiliki nilai Wrec sebesar 22,73 mJ/cm³ dan η sebesar 81,10%, yang menjadi komposisi optimum karena mampu menyimpan energi dengan efisiensi tinggi akibat adanya karakter relaksor yang lebih dominan.

Actions (login required)

View Item