Pengaruh Subtitusi Unsur Nd dan Eu Pada Struktur Kristal Superkonduktor Y-124 (Y1-x-yNdxEuyBa2Cu4O8??)
Abstrak
Pada penelitian ini telah dilakukan substitusi unsur Nd dan Eu pada superkonduktor Y1-x-yNdxEuyBa2Cu4O8?? (Y-124) yang menggunakan senyawa Y2O3, BaCO3, CuO, Nd2O3 dan Eu2O3 dengan variasi molar Nd (x) dan Eu (y), masing-masing sebesar 0, 0,05, 0,1, 0,15 dan 0,2 untuk mengetahui pengaruh substitusi unsur Nd dan Eu pada fraksi volume dan struktur kristal superkonduktor Y-124. Sampel disintesis menggunakan metode pencampuran basah dengan HNO3 sebagai pelarut, diikuti dengan proses kalsinasi pada suhu 600 oC selama 3 jam dan proses sintering pada suhu 900 oC selama 10 jam. Analisis struktur superkonduktor Y-124 dilakukan dengan karakterisasi X-ray Diffraction (XRD) dan Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). Hasil karakterisasi XRD memperlihatkan spektrum halus dan tajam yang mengindikasikan bahwa kristalisasi telah terjadi dengan sempurna. Spektrum yang dihasilkan didominasi oleh fase Y-124 serta terdeteksi keberadaan fase impuritas dengan persentase kecil. Substitusi unsur Nd dan Eu menghasilkan fraksi volume masing-masing sebesar 82,7 %, 83,6 %, 84,4 %, 87,0 % dan 85,9 %. Nilai fraksi volume mengalami peningkatan pada penambahan unsur Nd dan Eu dari 0 sampai 0,15, lalu mengalami penurunan pada 0,2. Hal tersebut mengindikasikan bahwa optimalisasi penambahan Nd dan Eu adalah pada nilai 0,15 dalam perbandingan molar senyawa. Substitusi unsur Nd dan Eu juga mengakibatkan perubahan parameter kisi ke arah sumbu a dengan nilai antara 3,7549 dan 3,8323 Å, ke arah sumbu b dengan nilai antara 3,8094 dan 3,8425 Å, serta ke arah sumbu c dengan nilai antara 26,7390 dan 26,8970 Å. Hasil FTIR menunjukkan terdapatnya pita absorpsi daerah YBCO, namun pada sampel masih mengandung pengotor yang diindikasikan berasal dari BaCO3 dan HNO3.
##plugins.generic.usageStats.downloads##
Referensi
[2] M. Savitri, S. R. Khayati, Y. Maryati, K. W. Veronica, W. A. Somantri, T. Saragi, Risdiana, Sintesis dan Karakterisasi Bahan Superkonduktor YBa2Cu3O7, Jurnal Material dan Energi Indonesia, Dapertemen Fisika FMIPA universitas Padjadjaran, Vol. 05, No. 02, 2015, 35 -38.
[3] M. K. Wu, J. R. Ashburn, C. J. Torng, Hor, P. H., Meng, R. L., Gao, L., Huang, Z. J., Wang, Y. Q., Chu, C. W., Superconductivity at 93 K in a New Mixed-phase Y-Ba-Cu-O Compound System at Ambient Pressure, Physical Review Letters, Vol. 58, No.9, 1987, 908-910.
[4] K. Nisa, Sintesis dan Karakterisasi FeTe1-xSx dengan Metode Pemaduan Mekanik dan Perlakuan Panas Sebagai Material Superkonduktor, Skripsi, Universitas Airlangga, Surabaya, 2016.
[5] I. G. C. Pradhana, W. G. Suharta, I G. A. Widagda, Pengaruh Variasi Temperatur Sintering Terhadap Struktur Kristal Superkonduktor Y0,5La0,5Ba2Cu3 , Buletin Fisika, Vol.17, No.1, 2016, 34-40.
[6] M. M. A. Dihom, Microstructure and Superconducting Properties of Y-Ba(Ca/K)-Cu-O (Y-123 and Y-358) Systems Synthesized Using Thermal Treatment Method, Tesis, Universitas Putra Malaysia, Malaysia, 2018.
[7] W. G. Suharta, Sintesis Struktur Kristal dan Sifat Magnetik Superkonduktor REBa2Cu3O7-δ (RE = Nd, Eu, Gd), Disertasi, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya, 2013.
[8] U. Topal, M. Akdogan, H. Ozkan, Electrical and Structural Properties of RE3Ba5Cu8O18 (RE = Y, Sm and Nd) Superconductors, Springer, J Supercond Nov Magn 4, 2011, 2099–2102.
[9] M. Verma, V. S. Tomar, Comparison of Co and Ni Doping at Copper Sites in Y-124 High Temperature Superconductor, Elsevier, Physica C 272, 1996, 35-341.
[10] P. Karen, A. Kjekshus, F. Andresen, Superconducting and Structural Properties of Strontium-Substituted YBa2Cu4O8, Acta Chemica Scandinavica, Vol. 46, 1992, 1059-1064.
[11] H.N. Hidayah, S.Y. Yahya, H. Azhan, K. Azhan, J.S. Hawa, A.W. Norazidah, The Comparisons Between Y-123 and Y-124 Superconductor Substituted with Ca at the Cu-Site, Journal of Superconductivity and Novel Magnetism, Vol 26, 2013, pp 953-957.
[12] H. Schwer, E. Kaldis, J. Karpinski, C. Rossel, Effect of Structural Changes on the Transition Temperatures in Y2Ba4Cu7O14+x Single Crystals, Physica C, Vol. 211, 1993, 165-178.
[13] R.J. Cava, A.W. Hewat, B. Batlogg, E.A.jr., Hewat, M. Marezio, K. M. Rabe, J.J. Krajewski, W. F. jr. Peck, L. W. jr. Rupp, Structural anomalies, oxygen ordering and superconductivity in oxygendeficient Ba2 Y Cu3 Ox, Physica C (Amsterdam) 165, 1990, 419-433.
[14] A. Kern, A. Geyer, W. Eysel, Miner-Petrog, Inst. Heidelberg, Germany, ICDD Grant-in-Aid, 1993.
[15] K. P Wijaya, Suprihatin, P. Manurung, Variasi Kadar CaCO3 Terhadap Pertumbuhan Fasa Superkonduktor BPSCCO-2223 Menggunakan Metode Pencampuran Basah, Journal Aplikasi, Informasi, Elektronika dan Komputer, Vol.2, No. 1, 2020, 80-89.
[16] B.A. Hunter, Rietica for Windows Version 4.0,, IUCR Powder Diffraction 22, 21, 1997.
[17] A. Mukminin, Analisis kuantitatif Fasa dan Parameter Kristal Abu Cangkang Keong Mas (Pomacea canaliculate L) Hasil Kalsinasi Suhu Tinggi Menggunakan Metode Rietveld, Jurnal Chemurgy, Vol.2, No.2, 2018, 15-19.
[18] B. D. Cullity, Elements of X-Ray Diffraction, 2nd ed., USA: Addison-Wesley Publishing Company, Inc, 1978, 84 and 501.
[19] A. A. Damayanti, Identifikasi Bilangan Gelombang Daun Sirih (Piper sp.) Menggunakan Metode Spektroskopi Fourier Transform Infrared (FTIR) dan Principal Component Analysis (PCA), Skripsi, Universitas Udayana, Denpasar, 2020.
[20] L. Rahman, D. K Maharani, Kajian Karakterisasi Spektrofotometri Infra Merah dan Difraksi Sinar X Katalis Oksida Logam Cu/Ni/γ-Al2O3, Unesa Journal of Chemistry, Vol.2 No. 3, 2013, 109-111.
[21] M. Sumadiyasa, I G. A. P. Adnyana, I G. A. Widagda, W. G. Suharta, Analisis Spektra FTIR Bahan Superkonduktor Fase (GD,LA) Ba2Cu3 , Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi 2015, Udayana University Press, Kuta, 2015, Oktober 2015, 1644-1650.
[22] A. T. H. Pertiwi, Sintesis N’-Benzilidensinamoilhidrazida dan N’-(4-Metoksibenziliden) Sinamoilhidrazida dari Bahan Awal Asam Sinamat dengan Iradiasi Gelombang Mikro, Skripsi, Universitas Airlangga, Surabaya, 2016.
[23] V. A. Maroni, J. L. Reeves, G. Schwab, On-line Characterization of YBCO Coated Conductors Using Raman Spectroscopy Methods, Applied Spectroscopy, Vol.61, Number 4, 2007, 359-366.
[24] V. Ischenko, J. Woltersdorf, E. Pippel, R. Koferstein, H. P. Abicht, Formation of Metastable Calcite-type Barium Carbonate During Low-temperature Decomposition of (Ba, Ti)-precursor Complexes, Solid State Sciences, 2007, 303-309.
