Sintesis dan Karakterisasi Senyawa Aurivilius Bi4-XSnXTi3-XNbXO12 Menggunakan Metode Lelehan Garam Sebagai Bahan Kapasitor Dielektrik

Risky, Mhd (2026) Sintesis dan Karakterisasi Senyawa Aurivilius Bi4-XSnXTi3-XNbXO12 Menggunakan Metode Lelehan Garam Sebagai Bahan Kapasitor Dielektrik. S1 thesis, Universitas Andalas.

	Text (ABSTRAK) 01. Cover & Abstrak.pdf - Published Version Download (646kB)
	Text (BAB 1. PENDAHULUAN) 02. BAB I.pdf - Published Version Download (207kB)
	Text (BAB 5. PENUTUP) 03. BAB V.pdf - Published Version Download (197kB)
	Text (DAFTAR PUSTAKA) 04. DAFTAR PUSTAKA.pdf - Published Version Download (183kB)
	Text (Skripsi Full Text) Skripsi Full Text.pdf - Published Version Restricted to Repository staff only Download (3MB)

Abstract

Pesatnya perkembangan teknologi menuntuk pengembangan material kapasitor dielektrik yang memiliki efisiensi tinggi dan stabilitas termal yang baik. Salah satu kandidat material tersebut adalah senyawa Aurivilius lapis tiga Bi4Ti3O12 (BiTO), yang memiliki kestabilan feroelektrik pada suhu tinggi, namun memiliki keterbatasan berupa polarisasi spontan yang belum optimal, arus bocor yang tinggi dan efisiensi penyimpanan energi yang rendah. Pada penelitian ini dilakukan modifikasi BiTO melalui substitusi kation Bi3+ oleh Sn2+ dan Ti4+ oleh Nb5+ sehingga diperoleh senyawa Bi4-xSnxTi3-xNbxO12 (x = 0, 0,05, 0,1, 0,15 dan 0,2) dengan tujuan meningkatkan sifat listrik dan efisiensi penyimpanan energinya. Sintesis dilakukan menggunakan metode lelehan garam dengan campuran garam NaCl/KCl dengan rasio mol garam terhadap mol produk sebesar 7:1. Hasil karakterisasi XRD menunjukkan bahwa seluruh sampel memiliki fasa tunggal pada x = 0, 0,05, dan 0,1 dengan pola difraksi yang bergeser ke sudut difraksi lebih kecil, seiring peningkatan komposisi dopan. Sedangkan pada x = 0,15 dan 0,2 ditemukan adanya fasa pengotor. Analisis refinement metode Le Bail mengonfirmasi bahwa seluruh sampel berstruktur ortorombik dengan grup ruang B2cb, dengan perubahan parameter kisi yang menunjukkan adanya distorsi struktur tanpa mengalami perubahan struktur secara signifikan. Analisis FTIR mengkonfirmasi keberhasilan substitusi ion Nb5+ pada situs B, sedangkan analisis Raman menunjukkan pergeseran mode vibrasi yang berkaitan dengan substitusi ion Sn2+ pada situs A dan perubahan lingkungan lokal oktahedral (Ti,Nb)O6. Hasil UV-Vis DRS menunjukkan bahwa nilai Eg menurun dari 3,1 eV menjadi 3,03 eV dengan meningkatnya komposisi dopan, yang mengindikasikan terjadinya penataulangan orbital orbital molekul dan distorsi oktahedral (Nb,Ti)O6 yang terbentuk. Pengamatan SEM memperlihatkan morfologi berbentuk pelat berlapis khas struktur Aurivilius dengan ukuran butir yang semakin kecil seiring peningkatan komposisi dopan. Hasil analisis sifat dielektrik menunjukkan penurunan konstanta dielektrik dan suhu Curie (Tc) setelah pendopingan. Meski demikian, anomali dielektrik yang lebar pada rentang suhu 300-600°C yang berkaitan dengan relaksasi cacat (defect-related relaxation) akibat volatilisasi Bi selama proses sintering berkurang secara signifikan dengan penambahan Sn2+ dan Nb5+. Hal ini menunjukkan penurunan konsentrasi kekosongan oksigen yang berdampak pada berkurangnya relaksasi cacat dan dielektrik loss (tan δ). Analisis sifat feroelektrik menunjukkan kurva histeresis P–E yang semakin besar dan penurunan efisiensi penyimpanan energi (η) seiring bertambahnya komposisi dopan, dengan nilai efesiensi sebesar 64,53 % pada x = 0,1. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa senyawa Bi4-xSnxTi3-xNbxO12 berpotensi sebagai material kapasitor dielektrik bebas timbal dengan stabilitas termal yang baik untuk aplikasi penyimpanan energi pada kondisi temperatur tinggi.

Actions (login required)

View Item