SINTESIS DAN KARAKTERISASI FASA PEROVSKIT Ba1-xNaxTi1-xNbxO3 MENGGUNAKAN METODE LELEHAN GARAM SERTA POTENSINYA SEBAGAI BAHAN KAPASITOR DIELEKTRIK

Ramadhani, Rizcha Zuwita (2025) SINTESIS DAN KARAKTERISASI FASA PEROVSKIT Ba1-xNaxTi1-xNbxO3 MENGGUNAKAN METODE LELEHAN GARAM SERTA POTENSINYA SEBAGAI BAHAN KAPASITOR DIELEKTRIK. S1 thesis, Universitas Andalas.

	Text (cover dan abstrak) COVER DAN ABSTRAK.pdf - Published Version Download (665kB)
	Text (bab1) BAB 1.pdf - Published Version Download (509kB)
	Text (bab 5) BAB 5.pdf - Published Version Download (176kB)
	Text (daftar pustaka) DAFTAR PUSTAKA.pdf - Published Version Download (738kB)
	Text (skripsi full text) SKRIPSI FULL.pdf - Published Version Restricted to Repository staff only Download (2MB) | Request a copy

Abstract

Kapasitor keramik suhu tinggi telah menjadi salah satu topik penelitian yang banyak dikembangkan seiring dengan kemajuan teknologi di bidang elektronik. Kapasitor dielektrik digunakan dalam perangkat pulse power karena kemampuannya untuk menyimpan dan melepaskan energi dalam waktu singkat dengan rapat daya tinggi. Senyawa perovskit berbasis BaTiO3 memiliki potensi sebagai bahan kapasitor dielektrik karena sifat feroelektriknya yang memungkinkan terjadinya penyimpanan energi melalui pergeseran domain dipol dengan adanya pengaruh medan listrik. Namun, senyawa ini menunjukkan keterbatasan dalam hal stabilitas termal pada suhu tinggi serta efisiensi penyimpanan energi (η) yang relatif rendah. Oleh karena itu, sifat feroelektrik dimodifikasi menjadi sifat relaksor feroelektrik yang akan menunjukkan parameter penyimpanan energi yang lebih baik. Pada penelitian ini, senyawa perovskit BaTiO3 dengan modifikasi kation Na+ dan Nb5+ dengan formula senyawa target Ba1-xNaxTi1-xNbxO3 disintesis menggunakan metode lelehan garam dengan variasi komposisi x = 0,02; 0,04; 0,06; 0,08; 0,10. Analisis XRD menunjukkan semua senyawa perovskit yang disintesis berfasa tunggal tanpa adanya fasa pengotor yang terbentuk. Senyawa produk memiliki struktur kristal tetragonal dengan grup ruang P4mm dengan volume sel cenderung stabil dengan peningkatan komposisi x yang dikonfirmasi melalui hasil refinement dengan teknik Le Bail. Spektrum Raman lebih lanjut mengkonfirmasi struktur kristal tetragonal ini dengan menunjukkan mode vibrasi khas BaTiO3. Substitusi kation A dan B menunjukkan adanya perubahan mode vibrasi yang berkaitan dengan perbedaan kekuatan ikatan dari kation yang disubstitusi. Analisis energi celah pita (Eg) yang dianalisis menggunakan UV-Vis-DRS memperlihatkan peningkatan Eg dengan bertambahnya komposisi x. Hasil karakterisasi SEM menunjukkan partikel berupa lempengan dengan ukuran yang semakin menurun seiring dengan meningkatnya komposisi x. Analisis sifat dielektrik menunjukkan adanya puncak suhu transisi fasa feroelektrik menjadi paraelektrik (Tm) dimana, substitusi kation Na+ dan Nb5+ menyebabkan suhu Tm semakin menurun yang dapat dikaitkan dengan penurunan distorsi struktur. Penurunan distorsi struktur ini juga mengakibatkan penurunan nilai polarisasi feroelektrik maksimum (Pm) dan polarisasi sisa (Pr) yang ditunjukkan dengan kurva polarisasi feroelektrik (P–E) . Lebih lanjut, karakteristik diffused phase transition (DPT) juga diamati pada senyawa perovskit hasil sintesis yang ditunjukan dengan puncak dielektrik yang semakin melebar dan nilai koersif feorelektrik yang menurun, akibat kation A dan B yang semakin bervariasi melalui mekanisme substitusi ini. Parameter penyimpanan energi dihitung berdasarkan kurva polarisasi feroelektrik karena merepresentasikan interaksi antara medan listrik dan polarisasi dalam bahan kapasitor dielektrik. Peningkatan komposisi x menunjukkan bahwa nilai rapat daya yang dapat dipulihkan (Wrec) dan rapat daya yang hilang (Wloss) cenderung menurun, sedangkan efisiensi penyimpanan energi ("η" ) semakin meningkat. Nilai pengukuran parameter penyimpanan energi tertinggi ditunjukkan pada komposisi x = 0,08 dengan nilai Wrec sebesar 53,34 mJ/cm3 dan "η" sebesar 14,99%. Secara keseluruhannya, senyawa perovskit Ba1-xNaxTi1-xNbxO3 yang disintesis dapat berpotensi sebagai bahan feroelektrik dan kapasitor dielektrik, walau peningkatan kemampuan penyimpanan energi ini masih perlu dilakukan.

Actions (login required)

View Item