Pengaruh Ketebalan terhadap Sifat Optik Lapisan Semikonduktor Cu 2 O yang Dideposisikan dengan Metode Chemical Bath Deposition (CBD)

Transkripsi

1 Junal Ilu Pngtahuan dan Tknlgi TELAAH Vlu 8, Nvb Pngauh Ktbalan thadap Sifat Optik Lapisan Sikndukt Cu O yang Didpsisikan dngan Mtd Chical Bath Dpsitin (CBD) GERALD ENSANG TIMUDA Pusat Pnlitian Fisika LIPI, Kplk PUSPIPTEK Tangang, Indnsia ga@lipi.g.id AKHIRUDDIN MADDU Dpatn Fisika FMIPA, Institut Ptanian Bg, Kapus IPB Daaga, Indnsia INTISARI : Sikndukt Cu O tlah diptibangkan sbagai atial yang digunakan untuk buat sl suya dngan biaya ndah dan udah dibuat dngan td sdhana spti Chical Bath Dpsitin (CBD). Tlah dilakukan plapisan sikndukt Cu O di atas glas ppaat dngan td CBD. Ktbalan lapisan bikan pngauh thadap bbapa sifat ptik atial antaa lain absbansi, tansitansi dan knstanta pdaan. Sakin tbal lapisan akan nybabkan nilai absbansi dan knstanta pdaan sakin bsa, dan nilai tansitansi sakin kcil. Pndugaan band gap nggunakan kuva (αhυ) vs. hυ nunjukkan bahwa sapl sikndukt Cu O bnilai skita,35 V yang bssuaian dngan pnlitian sblunya. KATA KUNCI : sikndukt Cu O, chical bath dpsitin (CBD), absbansi, tansitansi, ptical band gap ABSTRACT : Cu O sicnduct atial has bn cnsidd as th atial usd t build sla cll with lw cst and asy t ak using sipl thd such as chical bath dpsitin (CBD). Cating f th sicnduct has bn ad n glass substat with this thd. Th thicknss f th fil influnc sval ptical chaactistics such as absbanc, tansittanc and attnuatin cnstant. Th thick th fil sulting in th valu f absbanc and attnuatin cnstant bca bigg, and th valu f tansittanc bca sall. Th band gap stiatin using (αhυ) vs. hυ cuv shws that th band gap f th sapls a abut.35 V, in accdanc t th pvius sach. KEYWORDS : sicnduct Cu O, chical bath dpsitin (CBD), absbanc, tansittanc, ptical band gap. PENDAHULUAN Kbutuhan anusia akan ngi sangat bsa, cadangan inyak bui dipkiakan akan habis dala abad ini. Kbutuhan ngi di bui dipkiakan akan ningkat dua kali lipat dala 5 tahun ini, shingga akan tjadi kkuangan ngi yang bsa, kcuali ngi tbahaukan bisa nutupi kkuangan pkk yang ditinggalkan lh bahan baka fsil (inyak bui). Untungnya, paskan ngi dai atahai k bui sangat bsa : 3 4 Jul stahun atau skita. kali knsusi ppulasi glbal saat ini. Dngan kata lain, andaikan kita dapat nutupi,% pukaan bui dngan sl suya yang iliki fisinsi %, aka kbutuhan ngi saat ini akan tpnuhi.[] Kana itulah, studi tntang sl suya slalu naik untuk diplajai. Sikndukt Cupus Oid, Cu O, upakan salah satu sikndukt paling tua yang pnah diknal. Sikndukt ini tlah diptibangkan sbagai atial yang njanjikan untuk pbuatan aplikasi sl suya dngan biaya ndah.[] Sbagai atial sl suya, cupus id iliki kuntungan biaya pbuatan yang ndah dan ktsdiaan yang tinggi. Khususnya, kana ia udah dihasilkan dai tbaga, dan kananya, upakan salah satu atial sikndukt yang paling tidak ahal dan paling tsdia untuk sl suya. Cupus id iliki band gap skita, V yang upakan ntang yang bisa ditia untuk knvsi ngi suya, kana sua sikndukt dngan band gap antaa V dan V adalah atial yang disukai untuk sl phtvltaic[]. Kaaktisasi ptik upakan salah satu td kaaktisasi yang digunakan pada atial, tutaa atial sikndukt. Bbapa sifat ptik yang bguna bisa didapatkan dai kaaktisasi ptik ini, antaa lain absbansi, tansitansi, kfisin pdaan, dan band gap. Pnntuan nilai band gap upakan salah satu langkah pnting kana njadi salah satu paat utaa dala nntukan aplikasi yang ssuai untuk suatu atial sikndukt.. METODOLOGI Lapisan sikndukt Cu O ditubuhkan pada substat glas ppaat. Tiga buah glas ppaat dibsihkan dngan basuhnya nggunakan ai aquads, nclupkannya k dala lautan H SO 4 M slaa + nit dan bilasnya nggunakan ai aquads. Lautan NaOH M sbanyak l disiapkan k dala glas py, yang kudian disbut lautan A dan dipanaskan sapai + 7 C. Lautan

2 Junal Ilu Pngtahuan dan Tknlgi TELAAH Vlu 8, Nvb B, yaitu lautan kplks tbaga tisulfat (3Cu S O 3.Na S O 3 ),[8] disiapkan dngan ncapu M natiu tisulfat (Na S O 3 ) sbanyak 5 l dngan M lautan tbaga sulfat (CuSO 4 ) sbanyak 5 l. Hasil dai pcapuan ini dinckan dngan ai aquads sbanyak 5 l.[7] Stngah dai lautan B dipgunakan untuk dpsisi. Pss dpsisi dilakukan dngan nclupkan ktiga glas ppaat yang tlah dibsihkan scaa bgantian k dala lautan A slaa + dtik dan lautan B slaa + dtik tanpa ada jda waktu antaa kdua pnclupan. Dngan lakukan langkah ini bati siklus tlah dlakukan (Gaba ). Pcbaan dilakukan dngan ngulang siklus sbanyak untuk sapl, untuk sapl, dan 3 untuk sapl 3. Sakin banyak pnclupan, sakin tbal lapisan yang tbntuk. Tiap pnclupan sbanyak siklus, ktbalan btabah sbsa,5 µ.[8] Shingga, akan didapatkan sapl dngan uutan ktbalan sbagai bikut: ktbalan lapisan sapl < ktbalan lapisan sapl < ktbalan lapisan sapl 3. Pnlitian sifat ptik dilakukan dngan lwatkan sub cahaya plikatis (putih) k lapisan sikndukt, kudian nangkap cahaya yang ditansisikan dngan sat ptik untuk kudian dituskan dan dilah lh spktftt Ocan Optic USB. Spktftt ini thubung k kput shingga lalui pangkat lunak khusus, data bisa dikstak dan dilah lbih lanjut nggunakan Micsft Offic Ecll (Gaba ). Psdu pngabilan data adalah ptaa kali ka data intnsitas fnsi (I ), yang dala hal ini adalah intnsitas tansisi glas ppaat, kudian ka data intnsitas glap/backgund (I D ) dan takhi ka data intnsitas tansisi sapl (I). Nilai absbansi (A) ditntukan bdasakan psaaan:[6,,] I I D A lg () I I D Ocan Optic USB Sapl hld Gaba. Bagan Chical Bath Dpsitin Gaba. Bagan stup kaaktisasi ptik 3. HASIL DAN PEMBAHASAN 3.. Absbansi Scaa uu nilai absbansi untuk sua sapl nuun untuk panjang glbang yang lbih bsa, yang upakan kaaktistik pnyapan pada sikndukt Cu O. Sakin tbal sapl, tjadi knaikan nilai absbansi pada sua panjang glbang (Gaba 3). Hal ini dikanakan sakin tbal sapl bati sakin banyak lapisan yang tbntuk, shingga sakin banyak lkul Cu O yang tlibat dala pss pnyapan cahaya tapak. Shingga, nilai absbansi (untuk pnyapan pada panjang glbang yang saa) akan lbih bsa pada sapl yang lbih tbal. Pada pngaatan absbansi pada panjang glbang 65 n, dilakukan pbandingan nilai absbansi untuk ksua sapl. Dngan ngabil sapl sbagai acuan, didapatkan knaikan latif nilai absbansi sapl sbsa 38,33% dan sapl 3 sbsa 57,8 % (Tabl ). 3.. Tansitansi Tansitansi (T) upakan pbandingan antaa intnsitas cahaya yang ditansisikan (dilwatkan) lh sapl dibandingkan dngan intnsitas fnsi. Nilai tansitansi bisa pula dituunkan dai nilai absbansi lalui psaaan bikut:[] A = lg T atau (a)

3 Junal Ilu Pngtahuan dan Tknlgi TELAAH Vlu 8, Nvb T = A. (b) Tabl. Pbandingan latif nilai absbansi sapl, dan 3 pada panjang glbang 65 n Gaba 3. Kuva Absbansi Sapl, dan 3 Dngan nggunakan Psaaan (b) di atas, didapatkan kuva hubungan antaa tansitansi thadap panjang glbang spti diplihatkan pada Gaba 4. Scaa uu, sakin bsa ktbalan lapisan nybabkan tansitansi njadi sakin ngcil. Hal ini disbabkan sakin tbal lapisan bati sakin banyak lkul yang tlibat dala pnyapan ngi cahaya yang dibikan, shingga sakin sdikit faksi ngi yang bisa dilwatkan. Akibatnya sakin kcil nilai tansitansinya. Pada pngaatan pada panjang glbang 65 n, tjadi pnuunan nilai tansitansi sapl dan sapl 3 latif dibandingkan nilai tansitansi pada sapl sbagai acuan (Tabl ). Pada sapl nilai tansitansi latif tuun njadi 79,43% tansitansi sapl, sdangkan pada sapl 3 nilai tansitansi latif tuun njadi 6,37% tansitansi sapl. Tabl. Pbandingan latif nilai tansitansi sapl, dan 3 pada panjang glbang 65 n 3.3. Knstanta Pdaan Jika glbang cahaya ngnai suatu atial, aka intnsitas glbang cahaya tsbut akan dida / ngalai atnuasi pada jaak yang pndk. Aplitud glbang akan bkuang scaa kspnnsial. Pnguangan intnsitas ini bbda untuk atial yang bbda. Cnthnya pada lga pnguangannya kuat, ttapi kuang kuat untuk atial dilktik spti glas.[5] Salah satu paat untuk ngtahui fk pdaan tsbut adalah knstanta pdaan. Knstanta pdaan (k) didapatkan lalui psaaan:[5] 4 Gaba 4. Kuva Tansitansi Sapl, dan 3 k (3) 3

4 Junal Ilu Pngtahuan dan Tknlgi TELAAH Vlu 8, Nvb dngan α adalah kfisin absbsi yang upakan fungsi thadap absbansi (A), yang didapatkan lalui psaaan:[6],33a / d (4) dngan d adalah ktbalan lapisan. Dngan nggunakan Psaaan (3) dan (4) di atas, didapat hubungan antaa knstanta pdaan thadap panjang glbang cahaya yang ditia sapl yang ditapilkan pada Gaba 5. Sakin tbal lapisan buat knstanta pdaan sakin bsa. Hal ini kana sakin tbal lapisan sikndukt yang tdpsisi nybabkan sakin banyak lkul yang bpan dala pss pnyapan cahaya. Shingga, sakin banyak faksi ngi yang bisa disap yang tcin dala nilai knstanta pdaan yang sakin bsa. Pada pngaatan knstanta pdaan pada panjang glbang 65 n, tjadi knaikan nilai knstanta pdaan pada sapl dan 3 dibandingkan sapl sbagai acuan (Tabl 3). Pada sapl, nilai knstanta pdaan naik njadi 38,33% knstanta pdaan sapl, sdangkan pada sapl 3 nilai knstanta pdaan njadi 57,8% nilai knstanta pdaan sapl. Tabl 3. Pbandingan latif knstanta pdaan sapl, dan 3 pada panjang glbang 65 n 3.4. (Optical) Band Gap Band gap atau pita tlaang adalah daah ngi yang isahkan lvl ngi knduksi dan valnsi dai suatu atial sikndukt.[4] Jika suatu atial sikndukt intinsik dibi ngi yang lbih bsa daipada nilai band gap ini aka lktn yang tdapat pada lvl valnsi akan apu lwati pita tlaang untuk nuju pita knduksi. Pngtahuan tntang nilai band gap ini sangat plu didapatkan untuk ngtahui sbapa bsa ngi yang diplukan untuk ngksitasi lktn dai pita valnsi nuju pita knduksi. Dngan dikian, aplikasi tbaik untuk atial ini bisa didapatkan. Salah satu td untuk ngtahui nilai band gap adalah dngan nggunakan kaaktisasi ptik, dngan anfaatkan kuva hubungan antaa (αhυ) vs. hυ bdasakan psaaan:[,6] ahv Gaba 5. Kuva Knstanta Pdaan Sapl, dan 3 n / A( hv Eg) (5) dngan A adalah knstanta dan n adalah bilangan yang bgantung sifat tansisi. Dala hal ini n bnilai yang ngacu pada tansisi langsung dai pita valnsi k pita knduksi.[,6] Dngan ngabil gais lina shingga bptngan dngan sunbu X (subu hυ) aka dapat dilakukan dugaan thadap nilai band gap pada titik ptng tsbut (Gaba 6). Pada sapl, dan 3 nilai dugaan band gap tidak bbda yaitu skita,35 V. Hal ini ngindikasikan tidak tdapatnya pngauh ktbalan thadap nilai band gap. Hasil yang didapatkan ini bssuaian dngan pnlitian sblunya tntang band gap atial sikndukt Cu O yaitu skita V;, V;,V;,35 V dan,45 V.[8] 4. KESIMPULAN Ktbalan lapisan bikan pngauh thadap bbapa sifat ptik atial antaa lain absbansi, tansitansi dan knstanta pdaan. Sakin tbal lapisan akan nybabkan nilai absbansi dan 4

5 Junal Ilu Pngtahuan dan Tknlgi TELAAH Vlu 8, Nvb knstanta pdaan sakin bsa dan nilai tansitansi sakin kcil. Sntaa itu, nilai dugaan bandgap dai sapl, dan 3 bnilai saa, yaitu skita,35 V. Jika dibandingkan pada daah panjang glbang 65 n, nilai absbansi pada sapl, dan 3 scaa btuut-tuut sbsa,48;,48 (38,33% absbansi sapl ) dan,53 (57,8% absbansi sapl ). Nilai knstanta pdaan pada sapl, dan 3 scaa btuut-tuut sbsa,7 - ; 3,9 - (38,33 % knstanta pdaan sapl ) dan 6,67 - (57,8% knstanta pdaan sapl ). Nilai tansitansi sapl, dan 3 scaa btuut-tuut sbsa 89,54%; 7,% (79,43% tansitansi sapl ) dan 55,85% (6,37% tansitansi sapl ). Gaba 6. Pnntuan Band Gap pada Sapl, dan 3 DAFTAR PUSTAKA [] M. Gatzl, Natu 44, 338 () [] V. Ggiva dan A. Tanusvski, BPU-5: Fifth Gnal Cnfnc f th Balkan Physical Unin, Vjačka Banja, Sbia Mntng, 3, hl [3] M. Abdullah, Pnganta Nansains (Pnbit ITB, Bandung, 9) [4] G. Wlfbau, Th Elctchisty f Dy Snsitizd Sla Clls, thi Snsitizs and thi Rd Shuttls (Thsis, Dpatnt f Chisty. Mnash Univsity Claytn 368 Mlbun, Austalia), hl. 9 3 [5] R.E. Hul, Elctnic Pptis f Matials (Sping Scinc+ Bussins Inc: Aika Sikat, ), Ed. 3 [6] M.Y. Nad dan W. Ahd, Tuk J Phy 4, 65 () [7] P. Ptv t al., Junal f Optlctnics and Advancd Matial 5(5), (3) [8] N. Sin, Sicnd. Sci. Tchnl., 398 () [9] M. Ristv t al., Chical dpsitin f CuO thin fil (Elsvi Squia, Nthland) [] USB Fib Optic Spctt Opating Instuctins (Ocan Optic, Inc., USA, 3) [] J. Mdina-Valtia t al., Thin Slid Fils 46, 58 (4) [] H.H. Willad t al., Instuntal Mthds f Analysis (Wadswth Publshing Cpany: Blnt, Califnia, Aika Sikat, 988), Ed. 7 [3] E. Hcht, Optics (Addisn Wsly, San Fancisc, Aika Sikat, ), Ed. 4 5

6 Junal Ilu Pngtahuan dan Tknlgi TELAAH Vlu 8, Nvb Nankistalisasi Supkndukt Bi SCa Cu 3 O + dan Bi.6 Pb.4 S Ca Cu 3 O +6 dngan Mtd Kpsipitasi dan Pncapuan Basah HENRY WIDODO Pusat Pnlitian Fisika LIPI, Kplk LIPI - Jl. Cisitu Sangkuiang /54D Bandung, Indnsia hny.widd@lipi.g.id DARMINTO Dpatn Fisika FMIPA, Institut Tknlgi Spuluh Npb, Jl. Aif Rakan Haki Suabaya, Indnsia INTISARI : Tlah disintsis nankistal supkndukt Bi S Ca Cu 3 O + dan Bi.6 Pb.4 S Ca Cu 3 O + dngan td kpsipitasi dan pncapuan basah. Ssuai dngan analisis XRD, pbntukan fasa 3 lbih baik dngan td pncapuan basah daipada kpsipitasi, hasilnya faksi vlu fasa 3 tanpa Pb dan dping Pb btuut-tuut ncapai 85,8% and 87,57%, stlah sinting pada 84 C slaa 8ja. Sapl scaa bsaaan iliki T c = 79,6 K dan 98,3 K; dan ukuan kistal 7,3 n, 6,47 n. Sapl juga nunjukkan gjala fagntik untuk fasa 3 tanpa Pb sdangkan yang dping Pb bsifat paaagntik. KATA KUNCI : supkndukt, nankistal, fagntik. ABSTRACT : Supcnducting Bi S Ca Cu 3 O + and Bi.6 Pb.4 S Ca Cu 3 O + nancystal hav bn synthsizd using cpcipitatin and wt-iing thd. Accding t XRD analysis n th 3 phas fatin, it was fund that th wt-iing pcss ihibitd a btt thd than th cpcipitatin, sulting in sapls withut and with Pb dping having vlu factin f 3 phas cding 85,8% and 87,57% spctivly, aft sinting at 84 C f 8hu. Th cspnding sapls hav T c = 79,6 K and 98,3 K; and cystal siz f 7,3 n, 6,47 n. Sapl als dnstatd a fagntic fft f 3 phas withut Pb whil with Pb dping ihibitd paaagntic. KEYWORDS : supcndukt, nancystal, fagntic. PENDAHULUAN Pada tahun 9 fisikawan Blanda, Hik Kaling Onns, nukan dala istnya di labatiu Lidn nunjukkan bahwa sistivitas dc dai cuy tiba-tiba nuun dastis nuju nl dala kndisi sapl dibawah 4, K, titik llh dai hliu cai. Fnna ini dinaakannya sbagai supknduktif. Pada tahun 93 tpatu kitis tinggi untuk sua lga-lga uni ditukan dala Nb, T c = 9, K. Tahun 933 Missn dan Ochsnfld nukan sifat supkndukt yang lain yakni diaagntik spuna. Mka ncatat bahwa fluks agntik dipaksa klua dai dala sapl dngan kndisi tpatu dingin di bawah tpatu kitis dala dan agnt kstnal lah. Bahan-bahan supkndukt tsbut diknal sbagai supkndukt knvnsinal, kudian tahun 987 gup pnliti di Alabaa dan Hustn nukan bahan supkndukt bbasis kaik YBa Cu 3 O 7- T c = 9 K, titik llh nitgn cai 78 K. Kudian di awal tahun 988, Bi- dan Tl- kupat ksida ditukan dngan T c = K dan 5 K. Bahan-bahan supkndukt ini disbut sbagai Supkndukt Suhu Tinggi (SKST) []. Bau-bau ini sklpk pnliti dai India nukan bahan nan-ksida spti cia (CO ), aluina (Al O 3 ) dala kndisi tpatu kaa nunjukkan gjala fagntik yang naik. Dilapkan bahwa asal fagntik pada tpatu kaa ini dikanakan lh unculnya n agntik dai kksngan ksign pada pukaan nanpatikl. Dihiptsakan bahan nanpatikl ksida juga nunjukkan gjala fagntik pada tpatu kaa [5]. Dilakukannya pnlitian ini ada bbapa tujuan yang ingin dicapai yakni, (a) untuk tbntuknya nankistalin fasa Bi S Ca Cu 3 O +, Bi.6 Pb.4 S Ca Cu 3 O + dinan dngan td kpsipitasi dan pncapuan basah, (b) nguku tpatu kitisnya, (c) ngtahui gjala kagntannya. Bahan SKST Bi S Ca Cu 3 O + upakan bahan supkndukt tip II, di ana pada tip II slain ada daah Missn (=, B = ) dan daah nal (, B ) juga tdapat daah capuan dngan (=, B ) pada Gaba. shingga ada sbagian fluks agnt yang nbus bahan supkndukt []. Stuktu kistal dai fasa Bi-3 Gaba bntuk stuktu thbik dngan panjang ikatan anta at disajikan pada Tabl.. Rantai S-S iliki ikatan yang paling lah, sdangkan at Cu() sbagai katin yang paling tidak stabil iliki tiga antai ikatan yaitu Cu()-Ca, Cu()-O() dan Cu()- 6

7 Junal Ilu Pngtahuan dan Tknlgi TELAAH Vlu 8, Nvb Cu(). Rantai ikatan Cu()-O() upakan ikatan paling kuat ( =,96 Ǻ). At ksign O(3) hanya iliki satu antai ikatan dngan at Bi dngan panjang ikatan sbsa,3 Ǻ. Gaba. Supkndukt tip-ii. (a) Kuva dan kitis thadap tpatu. (b) fluks agnt pada jangkauan dan kitis. Tabl. Jaak anta at / (Ǻ) pada fasa Bi-3 dihitung dai pga analisa Ritvld (Sistin, 6). Ikatan Jaak anta at (Ǻ) Bi Bi 3,58 Bi S 3,346 Bi O(3),3 S S 3,83 S Ca 3,78 S O(),669 S Cu() 3,5 S O(4) 3,93 Ca Ca,3 Ca O(),669 Ca Cu(),97 Ca Cu() 3,88 Ca O(),7 Cu() O(),96 Cu() Cu(),63 Cu() O(),95 sibl at : Bi S Ca Cu O Gaba. Stuktu kistal thbik Fasa Bi-3 a = 5,45() Ǻ, b = 5,44() Ǻ, c = 37,86(6) Ǻ, α = β = γ = 9 [9]. Sist Bi-S-Ca-Cu-O punyai tiga fasa supknduktif dngan T c = 9 - K, 8 K dan K bssuaian dngan kpsisi ninal btuut-tuut Bi S Ca Cu O 5 (fasa ), Bi S Ca Cu O 8 (fasa ) dan Bi S Ca Cu 3 O (fasa 3). Fasa 3 tbntuk lalui pss pngintian dan pnubuhan fasa. Pnubuhan fasa 3 tjadi pada suhu sinting 84 C hingga 88 C dngan pid antaa -64 ja. Pnlitian pada lapisan tipis snyawa Bi-S-Ca-Cu-O ngungkapkan bahwa fasa tubuh dai fasa juga lalui kanis pngintian, pnubuhan dan tansfasi antaa kdua fasa tsbut blangsung scaa vsibl []. Pnlitian pada lapisan tipis snyawa Bi-S-Ca-Cu-O ngungkapkan bahwa fasa tubuh dai fasa juga lalui kanis pngintian, pnubuhan dan tansfasi antaa kdua fasa tsbut blangsung scaa vsibl []. 7

8 Junal Ilu Pngtahuan dan Tknlgi TELAAH Vlu 8, Nvb Gaba 3. Diaga Fasa Supkndukt Sist Bi-, Bi-, Bi-3[]). Snyawa dikatakan bbasis kupat jika iliki bidang CuO. Kupat pada supkndukt disbut sbagai supkndukt suhu tinggi (SKST). Kupat yang didping dngan hl kudian didinginkan aka njadi supknduktif. Cnth-cnth atial bbasis kupat yang njadi supknduktif pada Tabl. Tabl. Labl bbapa kupat Kupat Julah Bidang CuO T c (K) Labl La - S CuO 4 38 LSCCO Nd - C CuO 4 4 NCCO YBa Cu 3 O YBCO Bi S CuO 6 ~ Bi Bi S CaCu O 8 95 Bi Bi S Ca Cu 3 O + 3 Bi3 Tl Ba CuO 6 95 Tl Tl Ba CaCu O 8 5 Tl Tl Ba Ca Cu 3 O 3 5 Tl3 TlBa Ca Cu 4 O 3 8 Tl4 HgBa CuO 4 98 Hg HgBa CaCu O 8 8 Hg HgBa Ca Cu 3 O 3 35 Hg3 Tpatu kitis kupat dngan lapisan ganda CuO p sl satuan slalu lbih bsa daipada lapisan kupat tunggal, dan kupat dngan 3 lapis CuO iliki T c lbih tinggi dibanding lapisan ganda. Sua supkndukt diatas upakan dping hl tkcuali NCCO dping lktn. Stuktu kistal kupat upakan tip pvskit, dan iliki anistpi yang cukup tinggi. Oksida-kupp pvsikt stuktu sdhana upakan islat. Untuk njadi supknduktif haus didping dngan pbawa uatan. Efk dping iliki pngauh paling bsa pada sifat supknduktif kupat, kana pbawa uatan dala bidang kupat CuO nybabkan kisinya njadi tidak stabil, khususnya dala tpatu ndah. Supknduktif dala kupat tjadi pada bidang ksida-kupp, paat stuktu bidang CuO bpngauh thadap tpatu kitis. Stuktu lapisan CuO dasanya ttagnal. Dala bidang CuO, tiap in kupp tikat kuat dngan 4 in ksign yang tpisah sjauh,9ǻ. Pada tingkatan dping yang ttap, T c 8

9 Junal Ilu Pngtahuan dan Tknlgi TELAAH Vlu 8, Nvb kupat ttinggi diktahui iliki bidang CuO flat dan ktak. Lapisan-lapisan CuO dala kupat slalu dipisahkan lh at-at lain spti Bi, O, Y, Ba, La dll yang bikan jalannya pbawa uatan dala bidang CuO. Lapisan ini disbut sbagai svi uatan. Salah satu snyawa kupat adalah supkndukt sist Bi. Bisut kupat iliki kandungan ksign dala Bi-, Bi-, Bi-3 pada tpatu uang stabil. Ikatan antaa lapisan BiO dala kistal lah, shingga kistal Bi udah pcah. Stlah pcah, kistal Bi iliki lapisan BiO pada pukaan. Olh kananya sapl Bi tidak bisa ncapai dajat kunian yang tinggi (Andi, 4). Supkndukt fasa Bi-3 iliki julah at O dan butuhkan lktn yang diplh dai Bi 3+ + S + + Ca + + 3Cu +,atial ini tidak supknduktif. Jika dibikan vdpd ta at O ( =.) ditpatkan di antaa bidang BiO (kana Bi iliki ngi inisasi tndah dibanding at lain) aka njadi supknduktif. Eta at O butuhkan lktn dai pubahan 3Cu + njadi 3Cu 3+ shingga susunan lktnnya dala sl satuan (Bi 3+ + S + + Ca + + 3Cu 3+ ) bntuk 3 lapisan supknduktif bidang CuO dngan dping hl kupat. Tpatu kitisnya ncapai 8± K (Rs dkk, 8). Pnabahan at Pb dala supkndukt sist Bi-S-Ca-Cu-O diktahui untuk ningkatkan faksi vlu dai fasa T c tinggi. Faksi vlu sist Bi akan ningkat dngan pningkatan pid panasannya dan knsntasi Pb. Pnabahan at Pb bikan kungkinan psi kistalisasi pada fas T c tinggi. Fagntik njadi cii-cii uu pada sua nanpatikl, hasil kja pnliti di India. Chintaani Ra di Jawahalal Nhu Cnt f Advancd Scintific Rsach in Bangal nukan lga-ksida dan nitida nunjukkan gjala agntik pada tpatu kaa kana fk pukaan. Ti ini juga nukan bahkan dala nanpatikl supkndukt suhu tinggi dapat njadi fagntik pada tpatu kaa. Ra dan klganya plajai gjala agntik nanpatikl dai nn-agntik ksida, tasuk ciu-ksida dan aluiniu-ksida yang nunjukkan histsis agntik pada tpatu uang. Asal fagntik nanpatikl ini unculnya n agntik dai kksngan ksign pada pukaan patikl. Gaba 4. M(H) data dai nanpatikl YBCO pada tpatu 3 K dan 9 K nunjukkan pilaku fagntik. M(H) data YBCO bulk juga ditunjukkan sbagai pbandingan. Inst nunjukkan histsis pada tpatu 9 K yang upakan tipikal supkndukt [6]. Pnlitian tbau, paa pnliti nsintsis nanpatikl ksida dngan jangkauan ukuan 5 n dan dipanaskan pada tpatu yang bbda. Kudian diuku histsis agntik dai sapl tadi dngan agntt. Hasilnya nanpatikl yang kcil pada tpatu uang nunjukkan gjala agntik pukaan. Gup ini juga nliti pada supkndukt yttiu baiu cpp ksida (YBCO) yang nunjukkan fagntik pada tpatu uang dngan kuva histsisnya pada Gaba 4. Pada Gaba 4, nanpatikl YBCO pada tpatu uang 3 K nunjukkan kuva histsis, dngan ksivitas ~ O, yang khas bagi bahan fagntik. Obsvasi ini ssuai dngan pdiksi bahwa sua nanpatikl ksida nunjukkan fagntik. Asal fagntik ini kana unculnya n agntik dai kksngan ksign pada pukaan patikl. Sdangkan YBCO bulk pada tpatu uang nunjukkan pilaku paaagntik. Hasil ini sakin nguatkan fagntik pada pukaan nanpatikl ksida. Hal ini sakin naik dngan adanya fagntik pukaan dala supkndukt nanpatikl. Untuk tujuan ini diuku tansisi M(H) pada tpatu 9 K, histsis fagntik asih ada dngan pningkatan ksivitas 3 O. Kudian pada tpatu 9 K ditunjukkan pada inst Gaba 4 pilaku supkndukt lbih baik daipada fagntik. Dala alnya hal ini sulit njaga fagntik di bawah tpatu kitis dai pngukuan agntisasi [5]. 9

10 Junal Ilu Pngtahuan dan Tknlgi TELAAH Vlu 8, Nvb. METODOLOGI Untuk psdu kja pnlitian dngan td kpsipitasi dan pncapuan basah ditapilkan dala bntuk diaga sbagai bikut : Gaba 5. Diaga td kpsipitasi Bi S Ca Cu 3 O + Gaba 6. Diaga td pncapuan basah Bi S Ca Cu O

11 Junal Ilu Pngtahuan dan Tknlgi TELAAH Vlu 8, Nvb Gaba 7. Diaga td kpsipitasi Bi.6 Pb.4 S Ca Cu 3 O + Gaba 8. Diaga td pncapuan basah Bi.6 Pb.4 S Ca Cu 3 O + Pngujian XRD dilakukan untuk ngtahui fasa apa saja yang tbntuk dala sapl, faksi vlu sta stiasi ukuan kistalnya. Dngan nganalisa data XRD, pnntuan fasa yang tbntuk dala sapl nggunakan bantuan sftwa X-Pt Sachatch, dngan pga ini bisa diktahui fasa yang uncul tiap puncak (pak). Diana tiap fasa iliki katu PDF (Pwd Diffactin Fil) tsndii. Stlah diktahui sua fasa tiap puncak, slanjutnya di fin dngan td Ritvld nggunakan sftwa itica. Mtd Ritvld upakan td pncckan nn-lini (nn-lini fitting) antaa pla difaksi thitung thadap pla tuku. Dngan nggunakan databas ICSD (Inganic Cystallgaphy Suc Data) yang ssuai dngan fasa yang uncul dala sapl dapat dilakukan langkah-langkah finnt. Paat hasil finnt yang tlah dilakukan dapat dikatakan accptabl (bisa ditia) apabila nilai GF (Gd f Fitnss) ncapai kuang dai 4% sta Rp (fakt pfil) dan Rwp (fakt pfil tbbt) kdua-duanya ncapai dibawah %. Analisis data bikutnya nghitung stiasi ukuan kistal sapl, yang nggunakan psaaan Sch sbagai bikut : D () H L H LS Dngan phitungan alatnya dibikan:

12 Junal Ilu Pngtahuan dan Tknlgi TELAAH Vlu 8, Nvb H L H LS D () D H L H LS Ktangan: λ = panjang glbang sina-x (.5456 Ǻ) H L = kpnn plbaan puncak Lntzian ( ad) = kpnn plbaan puncak Lntzian standa, atial standa MgO (.3π/8 ad) H LS Nilai H L dan H LS upakan utput atau paat kluaan dai analisa Ritvld. Ukuan kistal diasusikan hanya bpngauh pada fungsi Lntzian saja. Untuk ngtahui faksi vlu fasa yang diinginkan nggunakan psaaan bikut : I % (3) I i i Ktangan: Φ = pncapaian fasa yang dikhndaki I = intnsitas fasa yang dikhndaki = intnsitas stiap fasa k-i yang tdtksi lh sina-x I i Gaba 9. Difaktt XRD. Kaaktisasi ngtahui tpatu kitis dai sapl nggunakan alat Susptt yang dibuat lh Pak Bahta sbagai Tsisnya. Tpatu kitis nunjukkan palihan tpatu bahan supkndukt dai yang bsifat nn-supknduktif njadi supknduktif, tntunya diu yang digunakan nitgn cai yang iliki titik llh 78 K. Gaba. Alat Susptt pnguku T c.

13 Junal Ilu Pngtahuan dan Tknlgi TELAAH Vlu 8, Nvb 3. HASIL DAN PEMBAHASAN 3. Pla Difaksi Bi-3 Pla difaksi Bi-3 dngan nggunakan td kpsipitasi tlihat spti pada Gaba tanpa Pb dan Gaba dping Pb. Tapak bahwa tanda nunjukkan fasa Bi-3, fasa BPSCCO-3. Puncak-puncak fasa Bi-3 hanya uncul diskita sudut habu 4,4 θ dan 33 θ sdangkan puncak fasa BPSCCO-3 hanya uncul diskita sudut habu 3,9 θ. Sintsis nankistalisasi dngan td kpsipitasi pada fasa Bi-3 tanpa Pb, pada ja ptaa sinting dngan suhu 84 C uncul kistal Bi- 3 dngan faksi vlu 5,63% kudian pada sinting ja klia faksi vlunya njadi 4,45%. Sdangkan pada fasa Bi-3 dping Pb, pada ja ptaa faksi vlu BPSCCO-3 % kudian dilanjutkan hingga sinting ja klia faksi vlunya bubah njadi 4,88%. Dai kdua sapl ini dapat diktahui bahwa tidak tlalu tjadi pubahan faksi vlu yang bsa bahkan sapai ja klia atinya, kistal Bi-3 baik tanpa atau dngan dping Pb tidak bisa tubuh bkbang dngan laanya waktu dala sinting. Hal ini bisa disbabkan dala td kpsipitasi yang dilakukan. Bahan supkndukt ini upakan bahan yang kplks dngan nggabungkan 4 sapai 5 jnis pkus bahan kaik yang bbda sifat kiia dan fisiknya. Mtd kpsipitasi dngan lautkan bahan pkus k dala asa klida kudian disaing, diabil lautannya kudian lautan ini dindapkan dngan aniu hidksida. Bahan-bahan pkus ini ktika disaing ada yang hilang, kana bahan spti stnsiu kabnat suka laut asih ada sbagian ndapan, dan dikhawatikan ndapan yang tsisa dai hasil pnyaingan upakan ndapan sisa bahan pkus yang tidak laut hgn. Kudian ktika lautan dai pnyaingan dindapkan dngan aniu hidksida. Bahan-bahan pkus ini dihiptsakan bikatan dngan at-at N,Cl atau at C yang nybabkan tidak tbntuknya fasa Bi S Ca Cu 3 O + shingga tidak tjadi ptubuhan kistal kana adanya ipuitas at-at dai asa klida atau aniu nitat yang nghalangi tbntuknya fasa supkndukt tsbut. Olh kana itu td kpsipitasi tidak cck untuk ptubuhan fasa supkndukt. Kudian dilakukan td pbanding yang lain yakni td pncapuan basah dngan pla difaksi Bi-3 yang tapak pada Gaba 3 tanpa Pb dan Gaba 4 dngan dping Pb. JAM KELIMA JAM KELIMA JAM KEEMPAT JAM KEEMPAT cunts JAM KETIGA cunts JAM KETIGA JAM KEDUA JAM KE D U A JAM PERTAMA JAM PERTAMA Gaba. Pla difaksi fasa Bi-3 td kpsipitasi dngan suhu sinting 84 C tiap janya. Tanda nunjukkan fasa Bi-3. Gaba. Pla difaksi BPSCCO-3 td kpsipitasi dngan suhu sinting 84 C tiap janya. Tanda nunjukkan fasa BPSCCO-3. 3

14 Junal Ilu Pngtahuan dan Tknlgi TELAAH Vlu 8, Nvb J A M K E D E L A P A N J A M K E T U J U H J A M K E E N A M J A M K E L IM A J A M K E E M P A T J A M K E T I G A J A M K E D U A J A M P E R T A M A cunts J A M K E D E L A P A N J A M K E T U J U H J A M K E E N A M J A M K E L IM A J A M K E E M P A T J A M K E T IG A J A M K E D U A J A M P E R T A M A COUNTS Gaba 3. Pla difaksi Bi-3 td pncapuan basah dngan suhu sinting 84 C tiap janya. Tanda nunjukkan fasa Bi-3 sdangkan tanda nunjukkan fasa Bi-. Gaba 4. Pla difaksi fasa BPSCCO-3 td pncapuan basah dngan suhu sinting 84 C tiap janya. Tanda nunjukkan fasa BPSCCO-3 sdangkan tanda nunjukkan fasa Bi-. Pada Gaba 3 dan Gaba 4 upakan pla difaksi btuut-tuut Bi-3 tanpa Pb dan dping Pb. Dngan fasa tanda nunjukkan fasa Bi-3, fasa BPSCOO-3 sdangkan tanda upakan fasa Bi-. Ptubuhan kistal supkndukt fasa Bi-3 tanpa Pb aupun dngan dping Pb slalu diikuti dngan ptubuhan fasa Bi- pada suhu sinting 84 C spti yang tta pada diaga fasa Bi pada Gaba.3. Olh kana itu ptubuhan fasa Bi-3 tidak dala singl phas. Sintsis nankistalisasi Bi-3 tanpa Pb dan dping Pb dngan td pncapuan basah btujuan aga tjadi hgnisasi ktika pncapuan bahan-bahan pkus, dngan bantuan asa nitat sta bntuk ukuan kistal dala d n. Rduksi ukuan dala d nan ini dapat tjadi dngan

15 Junal Ilu Pngtahuan dan Tknlgi TELAAH Vlu 8, Nvb dijaga dajat kasaan, tpatu dan kcpatan pngadukan. Shingga nantinya dihaapkan tbntuk nankistal fasa Bi-3 baik tanpa Pb ataupun dngan dping Pb. Bahan-bahan pkus Bi O 3, SCO 3, CaCO 3, CuO, PbO disiapkan dngan sjulah ga yang sudah ditntukan dngan stikhiti. Kudian tiap bahan pkus ini dilautkan dala asa nitat, dipanaskan pada suhu C dijaga hingga nging. Lalu divn C slaa ja untuk nghilangkan kada ainya, kalsinasi btahap 68 C (3ja) lalu 78 C (3ja) dngan tujuan untuk nghilangkan nitat yang ada pada sapl, dan disint pada suhu 84 C tiap janya. Pada tahapan sinting ini tjadi ptubuhan kistal Bi-3, diana tjadi aksi zat padat. At-at dai pkus yang dipanaskan pada suhu 84 C ngalai pgakkan yang lincah kana ndapat paskan ngi tal. Kudian at-at ini bintaks satu saa lain yang bikatan bntuk fasa Bi S Ca Cu 3 O + dan Bi.6 Pb.4 S Ca Cu 3 O +. Tujuan sinting scaa btahap ini yang ptaa untuk dapat plh paskan ksign dai atsf shingga tjadi dping hl yang bntuk fasa supknduktif kudian yang kdua btujuan untuk ngkntl ptubuhan ukuan kistal aga asih dala d nan shingga tidak dastis bsa ukuannya, yang ktiga untuk ningkatkan faksi vlu Bi-3. Sinting yang dilakukan dai ja ptaa hingga ja kdlapan. Pada sinting ja ptaa ptubuhan kistal Bi-3 tanpa Pb faksi vlunya 6,% dngan ukuan kistalnya 47,9 n kudian ktika dipanaskan ja lagi faksi vlunya ningkat njadi 79,3% dngan ukuan kistal yang bsa njadi 56,6 n. Dan ktika sinting hingga ja kdlapan faksi vlunya ncapai 85,8% dngan ukuan kistal 7,3 n. Untuk sapl BPSCOO-3 pada sinting 84 C ja ptaa ptubuhan kistalnya dngan faksi vlu 65,7% dan ukuan kistal 6,5 n. Dan pada sinting ja kdlapan faksi vlunya ncapai 87,57% dngan ukuan kistal 6,47 n. 3. Faksi Vlu dan Ukuan Kistal Pngukuan ukuan kistal dngan td itvld nggunakan sftwa Ritica sdangkan phitungan faksi vlu dngan Psaaan 3.3. Tahapan sinting 84 C dala tiap janya dihitung ukuan kistal sta faksi vlunya. Kudian diplt gafik dngan nggunakan sftwa igin shingga didapatkan Gaba 5 dan 6. Kdua sapl yang diabil, nggunakan sintsis td pncapuan basah kana faksi vlunya ncapai di atas 8%. Pada sapl Bi-3 Gaba 5 nunjukkan kuva hubungan antaa ptubuhan kistal dngan laa sinting yang lini dai 47,9 n hingga 7,3 n. Sdangkan faksi vlunya juga naik lini hingga ncapai 85,8%. Pada tahapan sinting dai ja ptaa nuju ja kdua faksi vlunya ningkat dastis dai 6,% ncapai 79,3%. Hal ini dapat tjadi kana pada sinting yang ja kdua, sapl Bi-3 ndapat paskan ksign yang cukup hingga nybabkan pningkatan faksi vlu dan pada sinting lanjut paskan ksignnya tidak tlalu blbih shingga knaikkannya juga tidak tlalu bsa. Untuk sapl BPSCCO-3 Gaba 6, pada sinting ja ptaa faksi vlunya 65,7%. Dibandingkan dngan sapl Bi-3 tanpa Pb dngan ja ptaa faksi vlunya 6,%. Dan pada ja kdlapan faksi vlu Bi-3 tanpa Pb dan dping Pb btuut-tuut 85,8%, 87,57%. Dapat dilihat bahwa faksi vlu Bi-3 dping Pb lbih bsa dibanding tanpa Pb. Hal ini tjadi kana fk dping Pb nybabkan pningkatan faksi vlu supkndukt Bi-3. Ltak at Pb (Z= 8, Gl. IVA, Pid 6) dala susunan unsu bkala pidik, bada di sblah kii at Bi (Z=83, Gl. VA, Pid 6) bikan dping hl pada supkndukt fasa Bi-3, shingga ningkatkan faksi vlu supkndukt Bi-3. Pb yang buatan in Pb 4+ nsubstitusi at Bi (uatan innya Bi 3+ ) dngan faksi la Pb (=.4) pada Bi - Pb S Ca Cu 3 O +. Substitusi at Pb pada sbagian at Bi bikan aksi dfknya BiO3 3PbO 3PbBi 6 O O V /// Bi (4) 5

16 Junal Ilu Pngtahuan dan Tknlgi TELAAH Vlu 8, Nvb Sa pl Bi-3 Ukuan Kistal (n) Ukuan Patikl (nant) Faksi Vlu (%) Laa Sinting (ja) Gaba 5. Kuva laa sinting thadap ukuan patikl dan faksi vlu untuk fasa Bi S Ca Cu 3 O + td pncapuan basah. Ukuan Kistal (n) Ukuan Patikl (nant) Sapl BPSCCO Laa Sinting (ja) Faksi Vlu (%) Gaba 6. Kuva laa sinting thadap ukuan patikl dan faksi vlu untuk fasa Bi.6 Pb.4 S Ca Cu 3 O + td pncapuan basah. 3.3 Hasil Uji T c Pngujian tpatu kitis sapl Bi-3 dan BPSCCO-3 nggunakan alat Susptt. Diktahui tansisi tpatu yang dp disbut sbagai tpatu kitis. Atinya untuk bsifat supknduktif sapl ini haus ncapai di bawah tpatu kitisnya. Pada sapl Bi-3 sinting 84 C ja kdlapan Gaba 7 tpatu kitisnya 79,6K, sdangkan sapl BPSCCO-3 sinting 84 C ja kdlapan Gaba 8 tpatu kitisnya 98,3K. Efk dping at Pb ningkatkan tpatu kitis pada sapl Bi-3 dai 79,6K njadi 98,3K. Tpatu kitis dai fnsi untuk Bi-3, T c =6-K dan Bi-, T c =83-96 K. Sdangkan hasil pngujian sapl Bi-3 tpatu kitisnya T c =79,6-98,3 K. Tpatu kitis sapl yang tidak ncapai ~K, kana pada suhu sinting 84 C tbntuk kistal Bi- dan Bi-3. Pada tpatu 84 C ini upakan daah palihan dai Bi-+ Ca CuO 3 +CuO njadi Bi-+Bi-3, shingga 6

17 Junal Ilu Pngtahuan dan Tknlgi TELAAH Vlu 8, Nvb asih ada dala jangkauan Bi-. Hal inilah yang bikan kungkinan tpatu kitisnya asih bada dala jangkauan T c =79,6-98,3K. 6 T C = 79,6 K 5 M E D A N M A G N E T (G A U S S ) TEMPERATUR (KELVIN) Gaba 7. Kuva tpatu kitis sapl Bi-3 sinting 84 C ja kdlapan td pncapuan basah. 4 MEDAN MAGNET (GAUSS) T C = 98,3 K TEMPERATUR (KELVIN) Gaba 8. Kuva tpatu kitis sapl BPSCCO-3 sinting 84 C ja kdlapan td pncapuan basah. 3.4 Hasil Uji Kagntan Dngan VSM Hasil pnlitian dai Ra, dkk (7) di India, bahan nan-patikl ksida pada tpatu uang nunjukkan gjala fagntik yang naik. Padahal sapl tsbut pada d bulk-nya upakan bahan paaagntik. Dai pnuan inilah yang ndng untuk nguji pada bahan supkndukt sist Bi pada skala nan, apakah nantinya juga uncul gjala kagntan pada tpatu uang spti yang tlah dilapkan Ra. Olh kana itu dibuat 4 sapl uji dngan asing-asing spfikasi laa sintingnya : () sapl Bi-3 ja-klia, () sapl Bi-3 ja-kdlapan, (3) sapl BPSCCO- 3 ja-ktiga, (4) sapl BPSCCO-3 ja-kdlapan. Dan bikut hasil pngujiannya. 7

18 Junal Ilu Pngtahuan dan Tknlgi TELAAH Vlu 8, Nvb Hasil pngujian kagntan dngan VSM, nunjukkan sapl Bi-3 ja klia, BPSCCO- 3 ja ktiga dan BPSCCO-3 ja kdlapan nunjukkan gjala fagntik, sdangkan sapl Bi-3 ja kdlapan bsifat paaagntik. Nilai ann dan ksivitas untuk Bi-3 ja klia btuut-tuut.99 u/c 3, -443 O upakan fagntik lah. Dan ktika disint hingga ja kdlapan sudah njadi paaagntik. Untuk sapl BPSCCO-3 ja ktiga nilai annnya.569 u/c 3 kudian disint hingga ja kdlapan annnya nuun njadi.93 u/c 3 sdangkan dan ksivitasnya ningkat dai -7 O hingga ncapai O. Dai hasil ini dapat dihiptsakan apa yang njadi pnybab pubahan fagntik sapl, yang diktahui dai hasil Ra nunjukkan pubahan ukuan kistal nybabkan pubahan fagntik, ttapi ada hal lain yang bi kungkinan pubahan fagntik yakni, faksi vlu sapl. Ukuan kistal dan faksi vlu pada Sapl Bi-3 ja klia (fagntik) 8.49n dan 8.65% sdangkan pada Bi-3 ja kdlapan (paaagntik) 7.3n dan 85.8%. Pningkatan ukuan kistal yang ncapai 5.7% cukup bsa untuk bi kntibusi thadap pubahan sifat fagntik sdangkan untuk pubahan faksi vlu hanya 3.67% shingga tidak tlalu bikan pngauh. Untuk sapl BPSCCO-3 ja ktiga ukuan kistal dan faksi vlunya 85.79n, 8.77% sdangkan pada ja kdlapan ningkat njadi 6.47n, 87.57%. Dan pningkatan ukuan kistalnya 6.37% sdangkan pningkatan faksi vlunya7.77%. Olh kana itu pubahan sifat kagntannya dipngauhi lh ukuan kistal. Bi-3 Gaba 9. Kuva histsis sapl Bi-3 sinting 84 C td pncapuan basah diuku pada tpatu uang. BPSCCO-3 M (u/c3) M ( u /c 3) 5ja (8,49n, 8,65%) 8ja(7.3n, (6,47n, 87,57%) 87.57%) H (O) 3ja (85,79 n, 8,77 %) 8ja (6,47 n, 87,57 %) H (O) Gaba. Kuva histsis sapl BPSCCO-3 sinting 84 C td pncapuan basah diuku pada tpatu uang. 8

19 Junal Ilu Pngtahuan dan Tknlgi TELAAH Vlu 8, Nvb 4. KESIMPULAN DAN SARAN a) Sintsis nankistalin supkndukt fasa Bi S Ca Cu 3 O + dan Bi.6 Pb.4 S Ca Cu 3 O + bhasil nggunakan td pncapuan basah, sdangkan td kpsipitasi gagal. b) Pnabahan dping Pb ningkatkan faksi vlu Bi-3. Pada sinting ja kdlapan Bi-3 tanpa Pb dan dping Pb didapatkan faksi vlu dan ukuan kistalnya btuut-tuut 85,8%; 87,57% dan 7,3 n; 6,47 n. c) Nilai tpatu kitis untuk sapl Bi-3 79,6 K dan untuk sapl BPSCCO-3 98,3 K. d) Sapl Bi-3 tanpa Pb dan dping Pb nunjukkan gjala fagntik pada tpatu uang, kcuali Bi-3 tanpa Pb ja kdlapan bsifat paaagntik. DAFTAR PUSTAKA [] Cyt, M. and Pavuna, D. 99. Intductin T Supcnductivity and High-Tc Matials. Singap: Wld Scintific. [] Mansi, M, A. Yshikawa, C. Favtt, P. Sat, T. Njia, M. Kikuchi, T. Fukuda. Bi-, Bi- and (Bi,Pb)-3 fibs hav bn gwn using th ic-pulling dwn (μ-pd) tchniqu. Univsit Cadi Ayyad. Mcc (6). [3] Mizun, M, E.Hzui, T. Jun, K. Nat, S. Akihik, O. Yasu.. Supcnductivity f Bi S Ca Cu 3 Pb O y (=.,.4,.6). Rsach Cnt, Mitsubishi Kashi Cpatin, Kashida-ch, Midi-ku. Ykhaa (988). [4] Muakhin, Andi. 4. R-Tpatu Sup-cnductivity. Cabidg: Cabidg Intnatinal Scinc Publishing. [5] Ra, Chintaani, Jul 7, A all nanpaticls agntic?, <URL: [6] Ra, C.N.R., Shipa, A. Gathi, A. Sundasan. R-tpau fagntis in nanpaticls f supcnducting atials. Chisty and Physics f Matials Unit and Dpatnt f Scinc and Tchnlgy Unit n Nanscinc, Jawahalal Nhu Cnt f Advanc Scintific Rsach, Jakku P.O. Bangal India (7). [7] Ridwan, 5, Wkshp NanMatial Kaaktisasi dan Aplikasinya di Bidang Nukli, Kawasan PUSPITEK Spng, Tangang. [8] Rs, H.P, F. Htflisch, F.M. Hub, M.F. vn Schnak, M. Stpp, A. Mitz, A.S. Nikghsyan. Clatin btwn ygn css dnsity and citical tansitin tpatu in supcnducting Bi-, Bi- and Bi-3. Dpatnt f Micwav and Tlcunicatin. Ania (8). [9] Sistin, A.A. 6. Analisa Kuantitatif Fasa dai Pla Difaksi Nutn Supkndukt Bi-S-Ca-Cu- O 3 Mnggunakan Mtd Ritvld. Juusan Fisika, Fakultas Matatika dan Ilu Pngtahuan Ala, Institut Tknlgi Spuluh Npb, Suabaya. [] Sukian, Engki, 3, Kgiatan Litbang Supkndukt T c Tinggi di P3IB-BATAN, Junal Sains Mati Indnsia Vl.4 N., BATAN-Spng. 9

20 Junal Ilu Pngtahuan dan Tknlgi TELAAH Vlu 8, Nvb Pngbangan Instun Pngkaaktisasi Sns Elktkiia Mnggunakan Mtd Vltati Siklik PRABOWO PURANTO Pusat Pnlitian Fisika LIPI, Kplks PUSPITEK Tangang, Indnsia pab@lipi.g.id CUK IMAWAN Dpatn Fisika FMIPA, Univsitas Indnsia, Dpk, Indnsia INTISARI : Tlah dibuat suatu instun pngkaaktisasi sns lktkiia dngan nggunakan tknik vltati siklik. Instun ini tdii atas sns lktkiia dan pngkndisi sinyal. Pnglahan dan pnganalisaan data hasil pngukuan dilakukan lh sist akuisisi data Labjack U (DAQ) dngan bahasa pgaan Visual Basic 6.. Pga Visual Basic 6. ngntl pngabilan data lh DAQ sta ilih pnguatan pgaabl gain aplifi yang ssuai aga sinyal yang ditia sist akuisisi data njadi lbih ptial. Data-data yang tbaca disipan dala databas kudian divisualisasikan bupa gafik vltaga dan tabl data pngukuan. Pngujian yang dilakukan pada pnlitian ini adalah pngujian DAQ, pngkndisi sinyal dan instuntasi ksluuhan. Pttip instun ini diujikan pada lktda kabn pasta yang didifikasi dngan 8-Cwn-6 dngan lautan Pb+ -4 M. Didapatkan hasil pngukuan aus dngan ang -6A - 7A pada daah scan tgangan antaa -,4 Vlt -,4 Vlt dai kuva vltaga. Hasil yang didapat kudian dikpaasi dngan instun alat ptnsistat ksial. KATA KUNCI : sns lktkiia, vltati siklik, ptnsistat. ABSTRACT : An Elctchical instunt using Cyclic Vltaty Mthd was dvlpd including lctchical sns and signal cnditining. Data anipulatin and analysis w pfd by LABJACK U as data acquisitin dvic using Visual Basic 6. pga. Th pga was pfd data acquisitin pcss cntl, and slctd th apppiat valu f Pgaabl Gain Aplifi (PGA) gaining th ptiizd pcss. Th ad data was savd t databas and visualizd in Vltaga chat and asunt data tabl. Th pfd tst in this sach was DAQ tst, signal cnditining tst and th syst as a whl. Th pttyp instunt was tstd t pasta Cabn lctd which difid by 8-Cwn-6 with Pb+ -4 M with cunt ang that was ad within -6 µa t 7 µa at scan vltag ang within -.4 V t.4 V and th data w ad thn cpad t th ccial ptnsistat instunt. KEYWORDS : lctchical sns, cyclic vltaty, ptnsistat.. PENDAHULUAN Dwasa ini pngbangan tknlgi yang ngaah pada sat sns tus dilakukan. Sns-sns tsbut ditntukan bdasakan snsitifitas dan slktifitas thadap suatu pubahan kadaan. Pubahan kadaannya dapat bupa pubahan kadaan kiia, fisika sta bilgi. Olh kana itu sns-sns tsbut dapat diglngkan bdasakan pada sifat fisika, sifat kiia sta sifat bilginya ataupun kbinasi dai sifat-sifat tsbut. Salah satu sns yang digunakan dala pnlitian ini adalah sns lktkiia. Sns lktkiia sangat dipngauhi lh bbapa fakt diantaanya tingkat kasaan lautan, knsntasi lautan dan kpnn lautan. Dngan anfaatkan sns lktkiia ini, tntu banyak infasi yang didapat dala hal analisis kualitatif aupun kuantitatif. Analisis kuantitatif ini akan bguna untuk ngtahui bsanya nilai knsntasi lautan bahkan kasaan lautan. Olh kana itu pnggunaan sns-sns tsbut dihaapkan dapat banfaat untuk bbagai kpluan, khususnya dala bidang kiia. Untuk kpluan pngadaan infasi itu, dibutuhkan suatu pianti yang dapat nguku scaa kuantitatif. Pianti pnguku tsbut nggunakan kpnn sist data akuisisi yang bfungsi untuk ngabil dan nyipan data pngukuan. Data hasil pngukuan itulah yang nantinya dapat dianfaatkan untuk bbagai kpntingan baik dala bntuk data ntah ataupun data kuantitatif yang tlah divisualisasikan dala bntuk gafik.pss pngukuan dngan nggunakan sns lktkiia ini akan nggunakan td cyclic vltaty [,,3,4] untuk nguku bsa aus yang dihasilkan dai pss tansf lktn antaa lktda dan lautan kiia slaa pbian tgangan pada lktda dala sbuah sl lktkiia. Pss pngukuan ini dilakukan scaa tatis yang dikntl dngan pga pangkat lunak yang tlah dibuat. Hasil akhi yang didapat stlah lakukan pngukuan dngan pttip ini, pngguna akan dapat lihat spn aus thadap tgangan, yang disbut dngan kuva vltaga siklik [3,4]. Analisis kuantitatif akan dapat dilakukan dngan lihat kuva vltaga tsbut.

21 Junal Ilu Pngtahuan dan Tknlgi TELAAH Vlu 8, Nvb. METODOLOGI/EKPERIMEN. Vltati Mtd vltatik atau plagaphy atau plagaphic analysis upakan td lktanalisis diana infasi tntang analit diplh dai pngukuan aus fungsi ptnsial. Tknik pngukuannya dilakukan dngan caa plaisasikan lktda kja. Mtd ini tasuk td aktif kana pngukuannya bdasakan ptnsial yang tkntl [,]. Pngukuan ini dilakukan dngan napkan suatu ptnsial kdala sl lktkiia, kudian spn aus yang dihasilkan dai pss aksi dks diuku. Rspn aus diuku pada daah ptnsial yang tlah ditntukan. Kudian dibuat plt aus fungsi ptnsial yang disbut vltaga siklik. Scan tgangan dngan td vltati siklik ini tntunya nghasilkan spn aus yang spsifik. Jika spn aus fungsi scan ptnsial ini digabakan, aka akan bbntuk kuva vltaga. Kuva vltaga ini ditunjukan pada gaba. Aus Vb Va Tgangan Gaba. Kuva vltaga typical dai lktd kiia vsibl, iliki puncak aus katda dan puncak aus anda. Pangkat Pancangan dan Dsain Instun Elktkiia.. Knstuksi Rangkaian Pngukuan nggunakan td vltati siklik ini, lukan suatu instun pngukuan yang tpat. Instun yang digunakan pada pngukuan ini dinaakan ptnsistat [3]. Instun ini bfungsi untuk bikan scan tgangan pada lktda kja skaligus nguku bsanya tgangan dan aus yang lwati lktda kja tsbut. SENSOR ELEKTROKIMIA PENGKONDISI SINYAL DAQ USB LINEAR SCAN VOLTAGE GENERATOR DAQ USB PC Pnglah data Display Gaba. Diaga Blk Instun Elktkiia Ptnsistat tdii dai bbapa patinal aplifi untuk ngntl pbdaan tgangan antaa lktda kja dngan lktda pbanding [3,4,5,6]. Pss pngntlan ini dilakukan dngan ngatu aus lalui lktda pndukung. Bsaaan dngan itu ptnsistat akan nguku aus yang ngali lalui lktda kja. Vaiabl yang dikntl pada sist pngukuan ini adalah ptnsial lktda, sdangkan vaiabl yang diuku adalah aus lktda Rangkaian ptnsistat ini tdii tiga bagian yaitu: cntl aplifi, lctt dan cunt-t-vltag cnvt. Masing-asing bagian nggunakan IC OP97 yang diknfiguasi ngativ fdback. Cntl aplifi dan Elctt upakan angkaian vltag fllw. Cntl Aplifi

22 Junal Ilu Pngtahuan dan Tknlgi TELAAH Vlu 8, Nvb didala angkaian ptnsistat ini bfungsi untuk astikan pbdaan tgangan antaa lktda kja thadap lktda pbanding ssuai dngan nilai scan tgangan yang tlah dibikan. Sdangkan lctt upakan angkaian vltag fllw yang iliki ipdansi yang sangat tinggi, shingga ptnsial lktda pbanding cukup knstan kana tidak aus yang lwati lktda pbanding. Gaba 3. Rangkaian Ptnsistat Rangkaian cunt-t-vltag cnvt bfungsi ngknvsi sinyal aus yang tibul lalui lktda kja ini njadi tgangan. Bsanya tgangan ppsinal thadap aus tgantung pada tgangan jatuh sist (IR dp) [7,8,9]. Kapasit pada angkaian cunt-t-vltag cnvt bguna untuk nghilangkan nis fkunsi tinggi dai hasil pngukuan. Pada pss pngukuan, scan tgangan akan dibikan pada input cntl aplifi sdangkan utput sns yang akan diabil dai asing-asing kluaan lktt dan pngknvsi aus k tgangan. Output lktt upakan utput scan tgangan yang dinit dan bsanya ppsinal dngan ptnsial lktda kja, sdangkan utput angkaian cunt-t-vltag cnvt ini upakan utput tgangan yang bsanya ppsinal dngan aus yang lalui lktda kja. Output tgangan dai cunt t vltag cnvt ini kudian akan diknvsi kbali kdala nilai aus yang sbnanya lalui pss pnglahan data. Dai data-data diatas, asing-asing akan diplt njadi kuva aus fungsi ptnsial yang disbut dngan gafik vltaga [,]... Kput dan Pnguat Sinyal Pada uunya sinyal tgangan utput yang dihasilkan dala d yang sangat kcil, yaitu dala d ikvlt sapai ilivlt. Untuk ndapatkan slusi yang baik thadap angkaian digitalisisasi, aka sinyal haus dibuat sdikian upa shingga lba tgangannya saksial ungkin pada batas ang tgangan ADC labjack U sbagai katu akuisisi (DAQ) []. Dngan pnguatan ini dihaapkan, sinyal sns lktkiia yang asuk dapat tbaca dngan slusi yang aksial. Pss pnguatan ini diatu scaa tatis lh pangkat lunak yang tlah diancang. Bsanya pnguatan tidak blh lbihi batas ang tgangan aksial dai ADC. Tahap slanjutnya adalah pbuatan angkaian pnguat sinyal. Untuk pnguatan sinyal, pnlitian ini nggunakan pnguat tip invting aplifi. Bsanya pnguatan dapat diatu dngan ngkbinasikan nilai asing-asing sist fdback dan sist input. Dala pnlitian ini dibutuhkan tiga pnguat invting yang asing-asing iliki pnguatan -, - dan -. Nilai Rf dan Ri untuk asing-asing pnguatan ini dapat dilihat pada tabl. Rsist R//Rf upakan sist kpnsasi kstnal yang digunakan untuk inialisasi input ffst vltag, yang bsanya upakan hasil paal antaa R dngan Rf [9]. Output dai asing-asing pnguat ini akan asuk k DAQ. Skatik angkaian ini dapat dilihat pada gaba 4.

23 Junal Ilu Pngtahuan dan Tknlgi TELAAH Vlu 8, Nvb Channl & (Channl 8) Elktda pbanding Elktda kja Vltag Fllw I-t-V Cnvt Pnguat - Pnguat - Channl & 3 (Channl 9) Channl 4 & 5 (Channl ) Sns Ptnsistat Pnguat - Channl 6 & 7 (Channl ) DAQ Gaba 4. Skatik angkaian pnguat dngan DAQ labjack U Dngan pangkat lunak yang diancang, DAQ labjack hanya akan nia utput dai salah satu ktiga pnguat, dngan utput yang paling ptial. Pilihan pniaan utput ini dapat dilihat pada tabl. Tabl. Pilihan channl dan pnguatan intnal DAQ labjack bdasakan batasan tgangan utput ptnsistat sist tiga lktda Batas Tgangan Pnguatan Pnguatan Pnguatan Ttal Invting Labjack Channl - V sapai V - V sapai V -, V sapai, V 9 -,5 V sapai,5 V , V sapai, V 9 -,5 V sapai,5 V , V sapai 4, V , V sapai 5, V , V sapai, V 9 -, Vsapai, V 9 Fungsi DAQ yang digunakan dala pnlitian ini adalah fungsi AISapl yang anfaatkan fungsi analg input. Analg input DAQ tdii dai 8 buah jalu ini akan digunakan untuk ngabil data stlah stp tgangan dibikan k sns. Output yang diabil bupa scan tgangan dan tgangan yang ppsinal thadap aus dai lktda kja. Gaba 5. DAQ labjack U dngan knkt USB Pngukuan tgangan nggunakan knfiguasi td difnsial. Dngan td difnsial tdapat dua kuntungan yaitu, dapat nguku bsanya pbdaan dua tgangan dan dapat nggunakan 3

24 Junal Ilu Pngtahuan dan Tknlgi TELAAH Vlu 8, Nvb pnguat intnal Labjack. Dngan pnguat DAQ intnal labjack, aka slusi DAQ akin bsa. Rslusi ADC DAQ labjack U dtntukan dngan psaaan bikut Vfs v () n Jika dngan pnguatan, aka ang inputnya ( fs) adalah V ( Vfs = V ; n= bit). Maka dai psaaan diatas didapatkan,48v, atinya analg input dngan td diffnsial ini dapat digunakan untuk nguku input dngan slusi aksial,48 V untuk ang V. Bsanya pnguatan pgaabl gain aplifi DAQ ini dikntl dngan pga. Nilai yang tbaca pada kput tlah diknvsikan k nilai sula scaa tatis. Pss pnntuan bsanya pnguatan kstnal juga diancang scaa tatis dngan ancangan pga yang tlah dibuat. Hal ini dilakukan dngan anfaatkan channl labjack yang dipilih. Pngntlan pnguatan labjack tgantung pada nilai ang utput yang tlah tdtksi lalui pga Pscan. Bsanya ang tgangan aksial yang dapat ditia DAQ yaitu vlt. Tgangan blbih ini dapat bahayakan DAQ dan haus dicgah dngan pngkndisi sinyal yang tlah dibuat. Untuk nghindainya, dapat diatasi dngan batasi pw supply pada ang V shingga angkaian pngkndisi sinyal yang sbagian bsa ini tdii pap ini hanya akan nghasilkan tgangan utput tidak lbih bsa dai V. Pancangan dan pbuatan sist pangkat lunak ini btujuan untuk nglah data yang asuk k dala kput, lalui angkaian intfacing DAQ labjack shingga data yang asuk uncul dala bntuk nilai aus dan tgangan. Kudian ditapilkan dala bntuk gafik dan tabl. Tapilan gafik yang diplihatkan akin pudah pngguna untuk analisis. Stlah dilakukan pss pngabilan data slanjutnya diknvsi, disipan dan ditapilkan dala bntuk gafik Pncatatan hasil pngukuan ini disipan dala databas Micsft Accs nggunakan ActivX Data Objct (ADO) yang juga dapat di tansf k icsft cl [,,3]. Pga yang dibuat tdii dai dua bagian, yaitu pga pscan dan pga utaa. Pga pscan upakan pga inisialisasi sblu asuki pga utaa. Tujuannya untuk ndapatkan infasi yang cpat tntang lba tgangan utput sns. Untuk slanjutnya infasi ini akan digunakan untuk nntukan bsanya pnguatan yang diplukan sta untuk ngtahui skala gafik yang akan ditapilkan. Alu pga Pscan ini dapat dilihat pada gaba 6. Pga Pscan tidak nyipan sluuh data yang asuk, ttapi hanya data puncak atas dan puncak bawah yang akan disipan. Tkniknya dilakukan dngan lakukan kpaasi data yang ptaa dan slanjutnya, sapai ditukan nilai puncak atas dan bawah. Dai data ini akan diplh batas tgangan yang asuk. Shingga ptialisasi input data dapat dilakukan, diantaanya adalah bsanya pnguatan yang akan dibikan. Tapilan pangkat lunak pscan ini dapat dilihat pada gaba 7. Paa pngguna yang akan nggunakan Pga vltati siklik ini, ptaa kali haus lalukan pscan. Stlah pss pscan ini slsai, aka pngguna akan lihat hasil pscan. Hasil pscan ini akan ditapikan ttb yang uncul pada f pscan. Data-data yang uncul tsbut diantaanya infasi ngnai gain (pnguatan) yang akan dist labjack, channl yang akan digunakan labjack, sta tgangan puncak atas dan tgangan puncak bawah. Stlah lakukan pscan ini aka pngguna haus lanjutkan k pga bikutnya, dngan nkan tbl lanjut >>>. 4

25 Junal Ilu Pngtahuan dan Tknlgi TELAAH Vlu 8, Nvb Stat Sipan data dala databas St Dfault Vaiabl gain= dan Channl=9 Masukkan data dai Labjack N Ck Stp Ys Data=data V puncak atas=data Ys Data>Data N Tapilkan data Tgangan Puncak atas Tgangan Puncak bawah Gain yang dibutuhkan Channl yang digunakan Data=data V puncak Ys Data<Data St Vaiabl Gain & channl N nd Gaba 6. Algita Pga Pscan Untuk Pnntuan Gain, Channl sta skala gafik vltaga Ktika pga utaa ini bjalan, aka scaa tatis nilai pnguatan dan channl hasil pga pscan ini akan digunakan shingga nilai tgangan yang asuk akan dikuatkan sptial ungkin. Pilihan nilai gain adalah untuk ngatu nilai pnguatan dai pgaabl gain aplifi. Sdangkan pilihan channl digunakan untuk ilih pnguatan kstnal yang diplukan, ktika butuhkan tabahan pnguatan. Stlah pscan slsai kudian pga utaa akan bjalan untuk lakukan pngabilan data scaa tatis. Pngabilan data dilakukan langsung stlah tgangan dibikan kpada sns. Data yang diabil adalah tgangan lktda kja latif thadap lktda pbanding dan aus yang ngali dai lktda kja. Sluuh pngabilan data kudian akan diknvsikan k nilai awal, sdangkan tgangan dai angkaian utput cunt t vltag cnvt akan diknvsikan kbali k nilai aus ula-ula. Nilai untuk ngknvsi kbali diabil dai psaaan bsanya pnguatan dan knvsi aus. Psaaaan ini diplh dai hasil pngujian pbandingan uput dan input dai angkaian pnguat dan cunt t vltag cnvt. Gaba 7. Tapilan f pangkat lunak visual basic pga Pscan 5

26 Junal Ilu Pngtahuan dan Tknlgi TELAAH Vlu 8, Nvb Stlah pss knvsi ini, data-data tsbut satu p satu akan dipan dala databas icsft accs nggunakan (ActivX Data Objct) ADO, yang kudian akan dibaca kbali stlah hasil pngukuan tlah slsai. Pbacaan kbali ini dilakukan untuk nggaba gafik kuva vltaga. Algita pga utaa pada pngabilan data tgangan dan aus ini dapat dilihat pada gaba 8. Hasil akhi yang didapat dai pngukuan ini kudian akan ditapilkan pada f utput. Dala satu f ini tdapat dua tab input, yaitu tapilan gafik dan tapilan bupa tabl data. Tapilan gafik ini akan napilkan gafik I vs V, yang disbut kuva vltaga. Hasil kpaasi tgangan untuk ncai tgangan puncak atas dan bawah ini kudian ditapilkan dala tt b. Slain puncak aus pada gais vtikal juga ditapilkan tgangan puncak (tgangan diana tdapat aus puncak atas dan bawah). Pga juga diancang untuk lakukan pngditan kbali jika skianya nilai nilai tsbut bukan yang dihaapkan. Tapilan pga utaa ini dapat dilihat pada gaba 9. Pada tab utput ini yaitu pada subtab bikutnya upakan tapilan tabl data. Tabl data ini disdiakan jika pngguna ingin ngtahui nilainilai data yang tlah diabil scaa lbih dtail. Pada subtab ini tlah disdiakan fasilitas untuk ntansf tabl data ini k icsft cl. Shingga pnglahan lbih lanjut dapat dilakukan. Ktika pngguna ingin klua dai pga, aka scaa tatis pga akan bikan psan apakah data akan dihapus atau tidak. Hal ini dilakukan aga data yang tlah diabil tidak akan tbaca kbali untuk pngukuan slanjutnya. Stat Abil Vaiabl Gain dan Channl dai Pga Algita knvsi Algita Pga Pscan St Vaiabl gain dan Channl labjack Sipan data dala databas Masukkan data dai Labjack N Ck Stp Ys aus=data Ipa=aus Epa=tgangan alat Ys Data>Aus Tapilkan Gafik Aus=data Ipa=aus Epa=tgangan alat Ys N Data<aus Tapilkan data Epc, Epa, Ipc, Ipa N nd Gaba 8. Algita Pga Utaa Pada Pngabilan Data Tgangan dan Aus Gaba 9. Tapilan f pangkat lunak visual basic pada PC untuk hasil pngujian dala bntuk kuva vltaga dan tabl data. 6

27 Junal Ilu Pngtahuan dan Tknlgi TELAAH Vlu 8, Nvb 3. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil pngukuan ini dapat dilihat pada gaba, yang tdii dai dua kuva vltaga sikliki. Masing-asing kuva itu, antaa lain adalah kuva pngukuan dngan alat ksial dngan analit Pb + dilanjutkan dngan pngukuan nggunakan pttip. Daah scan tgangan pada pngukuan ini bkisa antaa -,4 V -,4V. Sdangkan daah hasil pngukuan aus yang tdtksi bada pada kisaan -6A - 7A. Jika dibandingkan dngan alat ksial dngan daah scan tgangan yang saa, didapatkan daah pngukuan bkisa antaa -6A - 65A. Shingga pngukuan nggunakan pttip ini tlah apu lakukan pngukuan aus pada kisaan tsbut. Jika dilihat dai pfil vltaga ini, aka pngujian nggunakan pttip ini tidak tdapat puncak aus anda Aus (A) Pbandingan Kuva Vltaga Siklik Hasil Pngujian dngan IC OP97 dngan alat Ksial,8,6,4, -,5 - -,5,5 -, -,4 Dngan IC OP97 Dngan alat ksial Tgangan (V) -,6 -,8 Gaba. Gafik vltaga siklik pada pngujian dngan tiga lktda pada lautan Pb M Pttip instun lktkiia upakan suatu instun yang digunakan untuk nylidiki pss aksi lktkiia dala suatu lautan. Pss ini tjadi bdasakan aksi duksi dan ksidasi. Elktda kja dibuat sakin ngatif ataupun psitif shingga tjadi pss tansf lktn dai atau kdala lautan dngan pukaan lktda kja. Instun ini btujuan untuk nguku aus hasil aksi lktkiia kudian visualisasikan pfil aus fungsi tgangan dngan kuva vltaga. Naun dai hasil pngukuan yang dilakukan untuk nghasilkan suatu pfil aus dngan tgangan ini tnyata tidak dapat ndtksi puncak anda spti yang dihasilkan dai alat ksial. Pngujian ini dilakukan dngan ngkpaasi alat yang dibuat dngan alat ksial VsaStat II Pinctn Applid Rsach yang tdapat pada labatiu NMR di Juusan Kiia FMIPA UI. Pngujian dilakukan dngan pangkat lunak yang tlah dibuat dngan Visual Basic. Databas nggunakan Micsft Accs. Spsifikasi kput yang digunakan adalah sbagai bikut : Sist pasi : Micsft Windws 98 Hadwa : Intl (gnuin) Pntiu 4 ;,6 GHz Mi 44MB Gaba. VsaStat II Pinctn Applid Rsach yang tdapat pada labatiu NMR di Juusan Kiia FMIPA UI Dpk Ada banyak kungkinan pnybab yang pngauhi hasil pngukuan dngan td vltati siklik ini, diantaanya adalah : Scan at, Waktu akuulasi, Elktda tidak pducibl, Sapling at, Rslusi kluaan labjack, nis,dan tlansi sist. 7

28 Junal Ilu Pngtahuan dan Tknlgi TELAAH Vlu 8, Nvb 4. KESIMPULAN DAN SARAN Dai sapl data dapat disipulkan bahwa scaa uu, pngukuan tgangan lh labjack dngan td diffnsial input iliki ktlitian yang baik kana dapat dikntl bsa pnguatannya. Pttip instun yang nggunakan labjack U sbagai katu akuisisi data ini tlah apu digunakan sbagai instun lktkiia untuk lihat pss ksidasi dan duksi lautan kiia, diana instun ini diujikan pada lktda kabn pasta yang didifikasi dngan 8-Cwn-6 dngan lautan Pb + -4 M. Didapatkan hasil pngukuan aus dngan ang -6A - 7A pada daah scan tgangan antaa -,4 Vlt -,4 Vlt dai kuva vltaga. DAFTAR PUSTAKA []. Skg, Duglas, Dnald M. Wst, F. Jas Hll, 996, Fundantals f Analytical Chisty. Svnt Edt., Saunds Cllg Publishing, +868 hl. []. Skg, Duglas Avid, 984, Pincipls f Instuntal Analysis, Thid Editin. [3]. Saul P, Kunavs Vltatic Tchniqus Tufts Univsity Dpatnt Of Chisty,Chapt 37. [4]. Paul Hwitz, Winfild Hill, Th At Of Elctnics. Cabidg Univsity Pss,. 989 [5]. Dwi, Rs Kusua. Studi Pngbangan Elktda Kabn Pasta Yang Didifikasi dngan 8-Cwn-6 Untuk Pnntuan Pb (II), 3, Juusan Kiia Fakultas MIPA, Univsitas Indnsia, Dpk. [6]. Anni,Cyclic Vltaty using LabVIEW-basd Acquisitin Syst, Acadic Patnship gant f natinal Instunt, fb 4 [7]. Faulknby, M. Luks, An Intductin T Opatinal Aplifis, with Lina IC Applicatins, hl [8]. Jsph J. Ca, HBJ, San Dig. Intgatd Elcnics Opatinal aplifi and Lina IC applicatins. 99 [9]. Malvin, Albt Paul, P.H.D, E.E.,Elctnic Pincipls, fifth ditin, McGaw Hill. []. Abu Hasan, Ni : 3983, Sisti Akuisisi Data, Jaingan kput dl Analisys. EL 67 Tknlgi Infasi. s-wd/sist-akusisi-data-999.tf Fbuai 5. []. Dwbt, Wiyant, Aplikasi Sain dan Tknik dngan Visual Basic 6., PT Elk Mdia kputind, Jakata, 4 []. Kusu, Ai Suy, Ds., Buku Latihan Pgaan Databas dngan visual Basic 6., PT Elk Mdia kputind, jakata, [3]. Hapiandi, Blaja Sndii Pgaan databas dngan ADO nggunakan Visual Basic 6., PT Elk Mdia Kputind, Jakata, 3. 8

29 Junal Ilu Pngtahuan dan Tknlgi TELAAH Vlu 8, Nvb Pngauh Optical Chpp pada Intaksi Las DPSS dngan Matial Silicn Rubb AFFI NUR HIDAYAH, M.M SULIYANTI DAN SURYADI Pusat Pnlitian Fisika LIPI, Kplk PUSPIPTEK Tangang, Indnsia affi@lipi.g.id INTISARI : Pasangan ptical chpp dilakukan pada st-up las DPSS kntinyu Si FQ dan FC dl HPG 5 k Elflight. Dngan fungsi pngatuan fkunsi yang diiliki lh ptical chpp, ptical chpp akan bputa ssuai dngan pinsip gak lingka batuan shingga apu tng-tng cahaya kntinyu yang lwatinya njadi pulsa. Optical chpp yang diatu pada fkunsi Hz dan waktu pngabilan data nit nghasilkan banyaknya putaan putaan, pulsa yang dihasilkan pulsa/dtik, kcpatan sudut 6,8 ad/s dan kcpatan lini 3,4 /s. Pada pnlitian ini akan dibandingkan hasil intaksi las DPSS sblu dipasang ptical chpp dan ssudah dipasang ptical chpp dngan atial silicn ubb. Las DPSS sblu dan ssudah dipasang ptical chpp diatu dngan vaiasi tiga daya yaitu,57 Watt,, Watt dan,58 Watt. Intaksi las DPSS sblu dipasang ptical chpp nunjukkan bahwa sakin tinggi daya las aka kdalaan cat pada silicn ubb akan sakin dala dan intaksi las DPSS ssudah dipasang dngan ptical chpp nunjukkan bahwa cat akan tlihat pada daya,58 Watt dngan bntuk yang bbda dan lbih kcil dibandingkan dngan cat yang dihasilkan dai intaksi las DPSS sblu dipasang ptical chpp. Sdangkan pada daya,57 dan, Watt blu tlihat cat pada pukaan silicn ubb. KATA KUNCI : las DPSS, cahaya kntinyu, ptical chpp, pulsa, silicn ubb. ABSTRACT: Stting f ptical chpp is dn in th st-up cntinuus DPSS las typ f FQ and FC sis HPG 5 Elflight banch. Adjusting fquncy f ptical chpp will ak ptical chpp tating lik unif cicula tin that aks ptical chpp cpping cntinus light int pulss. Optical chpp adjustd fquncy f Hz and inuts f shting ti has cycls, pulss sht/scnd, angula vlcity 6,8 ad/s and lini vlcity 3,4 /s. In this sach will b cpad intactin f st-up DPSS las with ptical chpp and withut ptical chpp n silicn ubb. Bth f st-up DPSS las with ptical chpp and withut ptical chpp a adjustd 3 kinds f pw,57 Watts,, Watts and,58 Watts. Intactin f DPSS las with ptical chpp shws that high pw las aks dpth cat n silicn ubb dpp and intactin f DPSS las withut ptical chpp shws that cat happns in pw f,58 Watts and th shap f cat is diffnt and sall than cat s DPSS las intactin with ptical chpp. Whas,57 Watts and, Watts pw dn t shw cat n silicn ubb. KEYWORDS : DPSS las, cntinus light, ptical chpp, pulsa, silicn ubb.. PENDAHULUAN Pkbangan tknlgi acu pkbangan panfaatan las di bbagai aca aplikasi dn, antaa lain dala bidang ptik, lktnik, ptlknika, tknlgi infasi, sains, kdktan, industi, ilit, dan lainnya. Salah satu hal yang plu diphatikan dala panfaatan las adalah pss intaksi las dngan atial yang diknal sbagai las pcssing atial. Las (Light Aplificatin by Stiulatd Eissin f Radiatin) adalah alat yang nghasilkan dan pkuat adiasi khn pada fkunsi-fkunsi di daah infaah, cahaya tapak (visibl), atau daah ultavilt dai spktu lktagntik []. Las dapat bpasi pada dus kntinyu (cntinuus wav) dngan aplitud kluaan knstan atau bpasi dala bntuk pulsa. Dala pasi kntinyu, bkas las yang dihasilkan latif knstan thadap waktu. Pss tsbut dihasilkan dai ppulasi invsi yang blangsung tusnus nggunakan sub ppa ngi yang stabil. Sdangkan dala pasi pulsa, bkas las yang dihasilkan bubah thadap waktu scaa blak-balik dngan d n dan ff []. Las DPSS (Didpupd Slid Stat) upakan las dida yang apu scaa ptik untuk bangkitkan atau pa dia aktif yang ada didala atial padatan yang asih tislasi. Slain YAG dan kaca, atial utaa yang digunakan di dala las DPSS adalah yttiu lithiu fluid (YLiF 4, yang diknal sbagai YLF) dan pvskit (YAlO 3, YAP). Ndyiu dan lanthanid yang lain spti hliu (H), biu (E) dan thuliu (T) digunakan sbagai pngt [3]. Las dida digunakan sbagai las ppa kana punyai fisinsi daya yang cukup tinggi, dapat nghasilkan kluaan daya yang tinggi ktika ditupuk, tsdia dala bbagai panjang glbang, hanya butuhkan pawatan yang sipl kana uunya dapat bkja lbih dai. ja, ukuannya jauh lbih kcil shingga lbih ptabl [4]. Pada pnlitian ini las DPSS digunakan untuk nbak atial dngan dua tip st-up, yaitu st-up sblu dipasang ptical chpp dan st-up ssudah dipasang ptical chpp. Slain lihat fnna pubahan cahaya las DPSS yang dituskan lh ptical chpp, akan diaati juga bntuk intaksi las DPSS sblu dipasang ptical chpp dan ssudah dipasang ptical chpp dngan atial silicn ubb. Optical Chpp banyak digunakan dala instuntasi dtksi cahaya. Optical chpp adalah alat yang 9

30 Junal Ilu Pngtahuan dan Tknlgi TELAAH Vlu 8, Nvb apu tng-tng cahaya las shingga ada cahaya yang dituskan dan ada cahaya yang thalang, pinsip ptical chpp itulah yang apu ngubah sinyal kntinyu njadi pulsa. Optical chpp bgak lingka ngikuti atuan gak lingka batuan. Gak lingka batuan adalah gak dngan lintasan bbntuk lingkaan dngan kcpatan knstan [5].. METODOLOGI Pada pnlitian digunakan las DPSS Si FQ dan FC dl HPG 5 k Elflight yang upakan las gnasi 4 dngan panjang glbang 53 n. Las tip ini dapat dikntl nilai Ist (aus yang distting pada saat pngabilan data) shingga apu nghasilkan daya kluaan yang bvaiasi dan punyai pla kluaan las TEM [6]. Optical Chpp yang ditabahkan adalah Optical Chpp k Stanfd Rsach Syst (SRS) dl SR54 Chpp Cntll yang punyai daah fkunsi untuk ncpping 4 Hz sapai 4 Hz dan fkunsi 4 Hz sapai 3,7 khz [7]. Sdangkan bahan yang digunakan untuk ngtahui pngauh intaksi las DPSS sblu dipasang ptical chpp dan ssudah dipasang ptical chpp adalah pli kat silicn ubb. Pss pngabilan data diulai dnga st-up las sblu dipasang ptical chpp, kudian silicn ubb ditbak dngan las DPSS kntinyu yang diatu dngan 3 vaiasi daya (,57 watt,, Watt dan,58 Watt) dngan waktu pnbakan nit. Stlah hasil intaksi las DPSS kntinyu dngan silicn ubb didapatkan, langkah slanjutnya adalah lakukan st-up las DPSS dngan nabahkan ptical chpp yang diatu dngan fkunsi Hz, kudian silicn ubb ditbak dngan las DPSS yang diatu dngan 3 vaiasi daya (,57 Watt,, Watt dan,58 Watt) dngan waktu pnbakan nit. Hasil intaksi las DPSS dngan silicn ubb sblu dipasang ptical chpp dan ssudah dipasang ptical chpp diaati dngan ikskp. St-up las DPSS sblu dipasang ptical chpp ditunjukkan pada gaba, sdangkan st-up las DPSS ssudah dipasang ptical chpp dan gaba kspinnya ditunjukkan pada gaba. Gaba. St-up las DPSS sblu dipasang ptical chpp. 3

31 Junal Ilu Pngtahuan dan Tknlgi TELAAH Vlu 8, Nvb (a) (b) Gaba. (a) St-up las DPSS dan (b) gaba kspin stlah dipasang ptical chpp. Stlah didapatkan fkunsi (Hz), waktu pngabilan data nit dan pngukuan jai-jai lingkaan =,5, aka dngan pnghitungan gak lingka batuan dapat dihitung banyaknya putaan yang tjadi, kcpatan sudut dan kcpatan lini. Gaba gak lingka batuan dan pnghitungannya ditunjukkan pada gaba 3. Gaba 3. Mnunjukkan gaba (a) gak lingka batuan, (b) pnghitungan pada gak lingka batuan [5]. 3. HASIL DAN DISKUSI Pada pnlitian ini, ptical chpp diltakkan pada lintasan las DPSS dan akan dilihat pngauhnya thadap intaksi atial. Matial yang dipakai adalah silicn ubb kana sifatnya yang lntu, tidak skas lga dan agak lunak shingga udah untuk ngaati cat pada pukaannya. Stting yang dilakukan pada las DPSS sblu dipasang ptical chpp dan ssudah dipasang ptical chpp di atu dngan vaiasi daya yang saa (,57 Watt,, Watt dan,58 Watt), waktu intaksi las nit, fkunsi ptical chpp Hz dan dai pngukuan didapatkan jai-jai lpng ptical chpp,5. Dai datadata tsbut dapat dihitung kndisi banyaknya putaan, kcpatan sudut dan kcpatan lini lingkaan pada ptical chpp dngan nggunakan pinsip gak lingka batuan. Hasil pnghitungan ditunjukkan pada gaba 4. 3

32 Junal Ilu Pngtahuan dan Tknlgi TELAAH Vlu 8, Nvb Gaba 4. Hasil pnghitungan julah pulsa, kcpatan sudut dan kcpatan lini pada gak lingka ptical chpp. Dai gaba 4 dapat diktahui bahwa ptical chpp bgak lingka dngan putaan, kcpatan sudut 6,8 ad/s dan kcpatan lini 3,4 /s. Optical chpp yang digunakan punyai slt blad ( dua lubang) pada lpngnya. Gaba ptical chpp yang digunakan ditunjukkan pada gaba 5. Slt blad I Slt blad II Gaba 5. Optical chpp SRS 54 yang lpngnya sudah didifikasi njadi lpng yang punyai dua slt blad. Gaba 5 nunjukkan ptical chpp yang lpngnya sudah didifikasi. Lpng ptical chpp yang digunakan punyai dua slt blad (dua lubang) diana slt blad II njadi tpat lubang dai cahaya las yang akan dilwatkan, shingga psisi slt blad II disjajakan dngan psisi lintasan lubang buka tutup (shutt) sub cahaya las. Pada saat ptical chpp bgak satu putaan pnuh (36 ), slt blad II akan ikut bputa dan ktika slt blad II ngnai lintasan cahaya las dai subnya, cahaya las dituskan dan kudian akan thalang siing dngan pputaan ptical chpp kana slt blad II ninggalkan lintasan cahaya las. Cahaya las yang thalang akan dituskan kbali pada putaan kdua ktika slt blad II bputa dan ngnai sub cahaya las lagi. Pss pputaan tsbut akan tus bulang sapai waktu yang ditntukan. Dngan adanya ptical chpp, cahaya las akan diptng-ptng dan hanya lwatkan satu cahaya saja pada satu putaan ptical chpp, slbihnya thalang. Satu cahaya yang dituskan dala satu putaan ptical chpp upakan satu pulsa dai cahaya las DPSS. Pss pputaan ptical chpp inilah yang nybabkan cahaya kntinyu las DPSS bubah njadi sinyal pulsa. Shingga ptical chpp yang bputa dngan putaan, julah pulsa yang dihasilkan pulsa/dtik. Slain pngauh cahaya yang dihasilkan bbda antaa sblu dipasang ptical chpp dan ssudah dipasang ptical chpp, akan dilihat juga pngauh ptical chpp pada intaksi las DPSS dngan silicn ubb. Hasil intaksi las dngan silicn ubb sblu dipasang ptical chpp ditunjukkan pada gaba 6. Sdangkan hasil intaksi las ssudah dipasang ptical chpp ditunjukkan pada gaba 7. 3

33 Junal Ilu Pngtahuan dan Tknlgi TELAAH Vlu 8, Nvb hasil cat paling dala (a) (b) (c) Gaba 6. Hasil intaksi las DPSS dngan silicn ubb sblu dipasang ptical chpp yang dilihat dngan ikskp dngan M= 4X (a) Daya,57 Watt, (b) Daya, Watt dan (c) Daya,58 Watt. Hasil cat bbda dngan gaba 6 (a) (b) (c) Gaba 7. Hasil intaksi las DPSS dngan silicn ubb ssudah dipasang ptical chpp yang dilihat dngan ikskp dngan M= 4X (a) Daya,57 Watt, (b) Daya, Watt dan (c) Daya,58 Watt. Kana hasil cat yang dihasilkan pada daya,58 Watt (gaba 7c) lbih kcil dibandingkan dngan hasil cat pada gaba 6, aka untuk lihat pbdaan bntuk cat, cat dilihat dngan pbsaan ikskp dngan M bbda (X, X dan 4X) yang ditunjukkan pada gaba 8. (a) (b) (c) Gaba 8. Hasil cat pada silicn ubb pada daya,58 Watt yang dilihat dngan pbsaan ikskp bbda-bda (a) X, (b) X dan (c) 4 X. Hasil intaksi las DPSS kntinyu pada gaba 6 nunjukkan bahwa sakin bsa daya las aka tingkat kdalaan cat dipukaan silicn ubb akan sakin dala. Hal ini ditunjukkan lh pbdaan gaba 6a, 6b dan 6c, diana gaba 6c dngan daya paling tinggi (,58 Watt) nunjukkan kdalaan cat yang paling dala diantaa 6a (,57 Watt) dan 6b (, Watt). Gaba 7 nunjukkan bahwa las DPSS yang tlah dipasang ptical chpp nghasilkan intaksi yang bbda dngan gaba 6. Gaba 7c (,58 Watt) nunjukkan adanya cat yang lbih kcil dan bntuknya bbda (gaba 8) dibandingkan dngan cat pada gaba 6c (,58 Watt). Dan pada gaba 7a (,57 Watt) sta 7b (, Watt), dai pngaatan ikskp blu didapatkan cat pada pukaan silicn ubb. Pbdaan cat disbabkan kana adanya ptical chpp. Optical Chpp yang bputa akan batasi pabatan glbang pada cahaya las DPSS kntinyu yang lwatinya, shingga cahaya las ada yang dituskan dan ada yang thalang. Pla cahaya yang dituskan dan thalang akan ngubah sinyal kntinyu yang pabatannya knstan thadap waktu njadi sinyal pulsa yang pabatannya bubah thadap waktu. Pada saat las DPSS sblu dipasang ptical chpp bintaki dngan atial, cahaya las yang bintaksi dngan silicn ubb nybabkan adanya pss panasan (hating) tus nus shingga akan ada pukaan silicn ubb yang tbaka dan blubang. Sdangkan pada intaksi las DPSS stlah dipasang ptical chpp dngan atial, silicn ubb akan ditubuk lh cahaya pulsa. Tubukan cahaya yang tjadinya pada atial nybabkan panasan (hating) pada pukaan silicn ubb tidak blangsung tus nus spanjang waktu, shingga cat yang dihasilkan lbih kcil dan bbda dibandingkan dngan cat hasil intaksi las DPSS sblu dipasang ptical chpp. 33

34 Junal Ilu Pngtahuan dan Tknlgi TELAAH Vlu 8, Nvb 4. KESIMPULAN Dai hasil pnlitian nunjukkan bahwa pasangan ptical chpp pada st-up las DPSS ngubah cahaya kntinyu njadi sinyal pulsa kana fungsi fkunsi yang diiliki lh ptical chpp nybabkan ptical chpp bputa dan tng-tng cahaya kntinyu njadi pulsa. Dngan nggunakan pnghitungan gak lingka batuan didapatkah bahwa ptical chpp bgak lingka dngan putaan, pulsa yang dihasilkan pulsa/dtik, kcpatan sudut 6,8 ad/s dan kcpatan lini 3,4 /s. Intaksi las DPSS sblu dipasang ptical chp dngan silicn ubb nunjukkan bahwa sakin tinggi daya las aka tingkat kdalaan pada cat di pukaan silicn cubb akan sakin dala. Pada hasil pnlitian didapatkan bahwa las DPSS dngan daya,58 Watt nghasilkan cat paling dala dibandingkan dngan cat yang dihasilkan pada daya las,57 Watt dan, Watt. Sdangkan hasil intaksi las DPSS stlah dipasang ptical chpp dngan silicn ubb nunjukkan pada daya,58 Watt dihasilkan cat yang bbda dan ukuannya lbih kcil dibandingkan dngan intaksi las DPSS sblu dipasang ptical chpp pada daya,58 Watt. Dan untuk daya,57 Watt dan, Watt blu tlihat adanya cat. Pbdaan hasil intaksi antaa dua st-up las disbabkan kana adanya ptical chpp yang bputa shingga nguangi panasan (hating) tus nus pada atial. 5. DAFTAR PUSTAKA [] A.E. Sigan, Lass (Univsity Scinc Bks, Mill Vally, 986), hl.. [] S. Hidayat, Pinsip Dasa Las Pli Hibid (ISBN : ), Bandung, 9, dit: W. Nadak, T.P. Sndjaja, F. Djajasudaa, B.A. Kunani, D. Haiyadi, Wahya, C. Sbana dan D. India (Unpad Pss), hl [3] J.C. In, Las Pcssing f Engining Matials (Pincipls, Pcdu and Industial Applicatin ) (Elsvi Buttwth-Hinann, Linac Hus, Jdan Hill, Ofd OX 8DP, 5), hl.3. [4] E.J. Asibu, Picipls f Las Matials Pcssing (Jhn Wily & Sns, Inc., Hbkn, Nw Jsy, 9), hl.65. [5] P.M. Fishban, S.G. Gasiwicz dan S.T. Thntn, Physics f Scintists and Engins with Mdn Physics (Pasn Educatin, Inc., Upp Saddl Riv, Nw Jsy, 5), hl.74. [6] Elflight, FQ and FC Sis Did Pupd Slid Stat Lass (Elflight Ltd, 4B Bunl Cls, Davnty, Nthants NN 8RB, UK). 7 Mat,. [7] Stanfd Rsach Syst, Mdl SR54 Optical Chpp (Stanfd Rsach Syst, Inc., 9-D Rawd Av, Sunnyval, CA 9489, USA, 997). 4 Januai. 34

35 Junal Ilu Pngtahuan dan Tknlgi TELAAH Vlu 8, Nvb Pngauh Mdan Magnt thadap Stuktu Elktnik Elktn Tunggal Quantu Ring Dua Dinsi SLAMET PRIYONO Pusat Pnlitian Fisika LIPI, Kplk PUSPITEK Tangang, Indnsia piyn869@yah.c KAMSUL ABRAHA Dpatn Fisika-FMIPA UGM, Ygyakata, Indnsia INTISARI:Tlah dilakukan studi titis stuktu lktnik quantu ing lctn tunggal dala syst D dala pngauh dan agnt scaa analitik. Pnntuan stuktu lktnik dilakukan dngan nylsaikan psaaan Shding kudian dilakukan pndkatan. Hasil phitungan nunjukkan bahwa swanilai lktn tunggal sist ' quantu ing dala pngauh dan agnt adalah E n tasuk dala pita Landau tndah (lwst Landau band). KATA KUNCI : Kuantu ing, dan agnt, stuktu lktn, pita landau n c yang bati bahwa sluuh kadaan ABSTRACT : Thtical study n th lctnic stuctus f a singl lctn quantu ing in tw dinsin with tnal agntic fild was discussd by using analytical thd. Elctnic stuctus was dtind by slving th Shding quatin thught vaiabl spaatin. Th sults f calculatins shwd that ign stat f a singl lctn ' in quantu ing syst with tnal agntic fild is E n n c, it s ans that all ngy spctu nts lwst Landau band if cyltn fquncy is uch lag than th fquancy assciatd with th ptntial cnfinnt and f naw ing. KEYWORDS : Quantu ing, agntic fild, lctnic stuctus, Landau band. PENDAHULUAN Pkbangan tknlgi nan bgitu psat yang salah satu diantaanya dngan ditukannya suatu tknik pngungkungan lktn lalui fabikasi. Tknik pngungkungan lktn tbau yang bhasil dikbangkan lh iluwan saat ini adalah pngungkungan sist quantu ing yang upakan gnasi dai quantu dt[]. Pngungkungan lktn upakan usaha untuk njbak lktn dala suu quantu dngan suatu ptnsial ttntu shingga aah gak lctn tbatas. Pada sist quantu ing lktn hanya dapat bgak lingka dan kaah adial ttapi tidak dapat bgak scaa vtical. Elktn yang tkungkung di dala suatu ptnsial ttntu akan nybabkan tjadinya kuantisasi ngi yang bikan stuktu lktnik dan sifat-sifat atial. Tujuan pnlitian ini adalah plajai pngauh dan agnt thadap stuktu lktnik lktn tunggal quantu ing dua dinsi. Dngan ngtahui stuktu lktnik dala dan agnt akan diktahui pilaku spin, sifat agntik, dan pcahnya ngi dai at buatan sist quantu ing. Dala dan agntik, spin dapat nyipang k kanan atau kii tgantung aah dai dan agnt yang dibikan shingga spin dapat bupa spin-up atau spin dwn. Pilaku spin ini yang dipakai dala pbuatan i kput dan ATM. Dngan ngtahui sifat agntik suatu at, aka akan diktahui at atau atial buatan tsbut akan asuk dala glngan fagntik, paaagntik, atau diaagntik. Dan dala dan agntik stuktu lktnik dapat tpcah, hal ini yang disbut dngan fk Zan. Mdl ptnsial ing dapat diplh dngan ninjau kspin yang dilakukan lh Lk t al (), ngnai pnubuhan andii quantu ing In Ga- As yang hanya libatkan sbuah lktn. Bntuk gti ptnsial ing yang digunakan Lk dkk ktika kspin dan kudian dilakukan analisis atatis dapat diuuskan lh Ps (). V () dngan adalah jai-jai ing. Scaa dua dinsi ptnsial ing upakan ptnsial suu ganda (dubl wll ptntial), untuk lbih jlasnya lihat Gaba (). Untuk kasus khusus aka ptnsialnya 35

36 Junal Ilu Pngtahuan dan Tknlgi TELAAH Vlu 8, Nvb upakan ptnsial quantu dt. Pbdaan antaa sist quantu ing dan quantu dt adalah ada tidaknya ptnsial pnghalang (bai) di dala ptnsial pngungkung Gaba. Ptnsial ing yang nyupai ptnsial suu ganda Phitungan stuktu lktnik quantu dts dua dinsi baik tanpa dan agnt aupun dngan dan agnt tlah dilakukan lh Cahyant dkk [] yang salah satunya nggunakan pndkatan analitik tlah bhasil nntukan swanilai dan swafungsinya. Swanilai inilah yang bikan stuktu lktnik n yang nunjukkan bahwa sist quantu dt dngan lktn tunggal nuut E n stuktu kulit at buatan sist quantu dt dapat digabakan dngan st aas ngi st yang tisi pnuh lh, 6,, 8, dan stusnya yang diknal sbagai bilangan agis untuk at buatan sist quantu ing. Sdangkan dala pngauh dan agnt, sluuh kadaan stuktu lktnik ' En c n asuk dala kawasan Landau[3]. Sdangkan phitungan stuktu lktnik quantu ing dua dinsi tanpa adanya dan agnt tlah dilakukan lh Piyn dkk [4] yang bikan E n n. Pngisian scaa pnuh kulit at ini bntuk pla N =, 8, 8, 3...pla inilah yang disbut bilangan agis untuk at buatan sist quantu ing. Pngungkungan lktn dala sist quantu dt dan ing nunjukkan pilaku spti at al. Hasil phitungan stuktu lktnik quantu dt dan ing tanpa dan agnt bikan hasil yang tidak tlalu jauh, hanya bbda pada bilangan kuantu adial, shingga hasil phitungan stuktu lktnik lktn tuggal quantu ing dala pngauh dan agnt dipdiksikan tidak akan jauh bbda dai quantu dt.. METODE PENELITIAN Pnlitian ini dilaksanakan dngan nggunakan td analitik dan pnylsaian psaaan Schding dilakukan dngan nggunakan pisahan vaiabl. Langkah-langkah pnylsaian psaaan Schding adalah dibntuk Hailtnian (H ˆ ) dai pat ngi kintik dan ptnsial ing dan diasukkan pat ptnsial vkt ( Â ) sbagai wakil dai dan agnt, kudian disubtitusikan pat ptnsial vkt Aˆ B pada Hailtnian (H ˆ ) slanjutnya dijabakan. Digunakan tipl B pduct A B C A BC dan subtitusi c. Dipilih sist kdinat pla (kana sitis c aga udahkan phitungan). Kudian subtitusi pat ntu dngan pˆ i dngan, subtitusi pula H E 36 dan dibntuk psaaan Shding 4 c ˆ. Slanjutnya dilakukan pisahan vaiabl dan dngan subtitusi ' ' kdala psaaan Shding. Psaaan Shding bagian aziut dislsaikan (psaaan yang