PREPARATION AND CHARACTERIZATION OF

Ag-doped BaTiO3 CONDUCTIVE POWDERS

PRESENTED BY:

Shafaa Bhrenasj F (F1B010004)Winda Kencana F (F1B010012)Pricilia Kusuma W (F1B010013)Demi Dama Yanti (F1B010029)

Sukarti (F1B010045)Mazli (F1B010047)

Zulfikri Achid M (F1B0100)

Guide Lecturer:Dr, Sal Prima Yudha S, M.Si

PENGENALAN

Serbuk konduktif BaTiO3

Serbuk konduktif adalah bahan yang baik untuk diterapkan sebagai konduktor filmBaTiO3 dengan struktur perovskit mempunyai sifat khas:

sangat dielektrik Piezoelektrik electrostrictive elektrooptik

percobaan

Pembuatan serbuk konduktif BaTiO3 melalui 2 proses, yaitu:

1. Doping2. Kalsinasi

Doping adalah proses penambahan beberapa atom pengotor pada bahan semikonduktor murni dan atom pengotor itu disebut dopan

Kalsinasi adalah metode pemisahan dengan memecah ikatan antar senyawa menggunakan panas dengan suhu tinggi dimana pada suhu tersebut ikatan kompleks akan terpecah.

Bagan percobaan

Pembuatan BATO (Ag-doped BaTiO3 powders )

Metode pembuatan

Metode sol-gel

Bahan AwalBa (Ac) 2 dan Ti (OC4H9) 4

DopantAg dari AgNO3

PEMBUATAN SERBUK DENGAN METODE SOL-GELBa (Ac) 2 + Ti (OC4H9)

4

Larutan CH3COOH

AgNO3

Gel

Larutan dipanaska

n

Gel dikalsinasi

1. 800 ◦ C selama 2 jam

2. 500 ◦ C selama 2,5 jam

Untuk menurunkan resistivitas serbuk BATO

tujuan

ANALISIS

Analisis dilakukan terhadap 3 sampel yaitu, BaTiO3 tanpa doping,

BaTiO3 di doping dengan Ag

BaTiO3 setelah dikalsinasi.

alat yang digunakan untuk analisis ada 2, yaitu:

1. XRD (X-Ray Difraction)2. FTIR (Fourier Transform Infra Red)

XRD merupakan alat yang digunakan untuk mengkarakterisasi struktur kristal dan ukuran kristal dari suatu bahan padat.

FTIR adalah alat yang digunakan untuk melihat Perubahan gambaran intensitas gelombang radiasi elektromagnetik dari daerah waktu ke daerah frekuensi atau sebaliknya

Hasil analisis

Resistivitas serbuk BaTiO3 undoped adalah 4,0 × 109 Ω · m

Resistivitas elektrik serbuk BATO pada konsentrasi Ag yang berbeda ditunjukkan pada table . Pengaruh kalsinasi kedua pada suhu 500 ◦ C setelah kalsinasi pertama pada 800 ◦ C terhadap resistivitas dapat dilihat pada diagram berikut.

TABEL ANALISIS

Process n(Ag) : n(Ba)

0,0005 0,0010 0,0015 0,0020 0,0025

Pro-Scalcination

146,47 102,43 1821,04

2849,88

260,35

Post-Scalcination

72,39 5,64 7,18 8541,82

2113,58

SIFAT LISTRIK SERBUK BATO

kalsinasi menurunkn resistivitas serbuk BATO dari rasio molar Ag/Ba 0,0005-0,0015 dan meningkat dari rasio molar 0,0020-0,0025

Diagram sifat listrik serbuk

Diagram analisis XRD

Gambar disamping

memberikan pola XRD. Dapat

disimpulkan bahwa tidak ada

zat baru yang terbentuk

selama proses doping atau kalsinasi dari BaTiO3 dan

BaCO3

puncak pola XRD menunjukkan bahwa Ag masuk kekisi kristal BaTiO3 yang menyebabkan peningkatan konduktivita serbuk.

Ukuran partikel serbuk diamati dengan menggunakan sinar X. dari hasil tersebut, ukuran partikel akan semakin besar setelah didoping dan semakin besar lagi setelah dikalsinasi.

Sampel 1

Sampel 2

Sampel 3

Difraksi terkuat pada 31,440

Difraksi terkuat pada 31,460

Difraksi terkuat pada 31,520

Analisis spektrum FTIR

Sebagai akibat meningkatnya bilangan gelombang ketika cahaya inframerah dari frekuensi yang lebih tinggi, menyebabkan energi yang diserap lebih kuat,

dapat disimpulkan bahwa ikatan Ti-O diperkuat setelah doping dan selanjutnya lebih diperkuat setelah kalsinasi

Sampel 1

Sampel 2

Sampel 3

Kuat serapan 547,8cm-1

Kuat serapan 551,8cm-1

Kuat serapan 565,7cm-1

pembahasan

Kekuatan ikatan Ti-O pada sampel 2 lebih kuat dari sampel 1, Hal ini terjadi karena pembentukan kekosongan oksigen yang berarti bahwa ada O2-

yang meninggalkan [TiO6] 2- dan Ti4+ mendapatkan daya tarik kuat dari O2- yang meninggalkan TiO6]2- , sehingga memberikan ikatan Ti-O yang lebih kuat.

Kekosongan oksigen yang terbentuk adalahVӧ Vo + 2hJadi itu adalah alasan utama mengapa AgNO3

doping akan membuat BaTiO3 semikonduktif.

Peningkatan AgNO3 Akan menurunkan resistivitas. Dari diagram pertama, resistivitas pada konsentrasi 0,20% dan 0,25% menurun yang disebabkan karena pembentukan perak selama penurunan suhu setelah proses kalsinasi.

Perak yang terbentuk akan tetap berada pada batas butir dan berfungsi sebagai konduktor yang baik. perak akan mengurangi resistivitas batas butir, yang menyebabkan resistivitas total BaTiO3 menurun.

Kalsinasi akan membuat Ag akan lebih banyak berpindah ketempat Ba. Hal ini dibuktikan dengan perhitungan ukuran butir setelah kalsinasi lebih kecil dari sebelumnya.

Namun, pada konsentrasi Ag > 0,20% resistivitas setelah kalsinasi menurun. Hal ini mungkin terjadi karena 2 alasan. Pertama, ketika konsentrasi berada pada puncak cacat untuk tingkat tertentu akan merusak konduktivitas. Kedua, kalsinasi akan mengoksidasi perak yang terbentuk setelah kalsinasi pertama

kesimpulan Bubuk konduktif Bato disusun dengan metode sol-gel Resistivitas terendah ρ = 5.644Ω · m diperoleh ketika n

(Ag): n (Ba) = 0,0010 dan setelah bubuk tersebut diolah dengan kalsinasi pada 800 ◦ C selama 2 jam untuk yang pertama dan 500 ◦ C selama 2,5 jam untuk yang kedua.

Penyelidikan dengan XRD, FTIR dan pengukuran konduktivitas listrik dikombinasikan untuk membuktikan bahwa Ag + memasuki kisi kristal BaTiO3 dan menggantikan Ba2 + membentuk oksigen kosong , yang merupakan alasan utama untuk semikonduktivitas tersebut.

Thank you

WASSALAMU’ALAIKUM WR.WB