Pengetahuan Bahan Listrik

Transkripsi

1 Pengetahuan Bahan Listrik (TKE ) Superkonduktor Iwan Setiawan <stwn at unsoed>

2

3 Lembah Valley (Silicon Valley)

4 Slamet Valley

5 Petani Silikon!

6 Petani Silikon Oleh Samaun Samadikun Kami adalah petani silikon. Lahan kami adalah silikon. Garapan kami adalah silikon. Hasil kami adalah silikon. Kami pupuk silikon dengan boron. Kami pupuk silikon dengan fosfor. Kami cangkul silikon dengan plasma. Kami siram silikon dengan metal. Berjuta transistor tumbuh dengan subur. Beribu gerbang terkait dan terukur. Sinyal diubah menjadi informasi. Informasi dituai untuk sarapan rohani. Dan semua usaha untuk kemakmuran bangsa. Dan semua kelelahan untuk keagungan manusia. Dan semua hasil adalah hasil karunia Nya. Dan petani silikon terus berusaha.

7 Pusat Mikroelektronika ITB Gedung Pusat Antar Universitas (PAU) Lantai 4

8

9 Celah Energi

10 Bahan konduktor yang kita jumpai dalam kehidupan sehari hari mempunyai resistansi.

11 Superkonduktivitas (1) Superkonduktor adalah bahan yang dapat menghantarkan arus listrik tanpa hambatan di bawah suhu tertentu. Superkonduktivitas dapat terjadi pada bahan bahan tertentu pada suhu yang sangat rendah. Jika arus listrik mengalir pada sebuah kalang tertutup bahan superkonduktor, maka arus tersebut akan tetap bertahan selamanya. Teori!

12 Superkonduktivitas (2) Superkonduktivitas dapat terjadi pada bahan dasar seperti timah dan aluminium, beberapa campuran logam dan semikonduktor yang banyak tercampuri oleh bahan impuritas (heavily doped). Superkonduktivitas tidak ditemukan pada logam mulia seperti emas dan perak, juga tidak terjadi pada bahan ferromagnetik.

13 Klasifikasi Bahan Superkonduktor Berdasarkan sifat fisik: Tipe 1 dan Tipe 2. Tipe 1: logam murni, suhu kritis rendah. Tipe 2: alloy, suhu kritis tinggi. Berdasarkan teori untuk menjelaskan: konvensional (Teori BCS) dan tidak konvensional. Berdasarkan suhu kritis: suhu kritis tinggi dan suhu kritis rendah. Berdasarkan bahan: unsur, alloy, keramik dan organik.

14 Sifat Dasar Bahan Superkonduktor Hampir semua sifat fisik setiap bahan superkonduktor bervariasi, seperti kalor jenis, suhu kritis dan kuat medan magnet kritis. Satu sifat yang sama di antara bahan superkonduktor adalah nilai tahanannya bernilai nol jika kondisi superkonduktif terpenuhi.

15 Cu, Ag, Au (konduktor yang baik)

16 Fase Transisi Superkonduksi

17 Terdapat 30 unsur dan hampir 100 senyawa yang dapat digunakan sebagai bahan superkonduktor. Suhu kritis tertinggi superkonduktor 18,1 K untuk senyawa Nb3 Sn, oleh Mathias (US). (fakta ini kuno!)

18 Resistivitas konduktor akan mencapai harga nol jika berada pada suhu kritis (Tc). resistivitas akan hilang jika suhunya di atas Tc (dan kuat medan magnet kritis).

19 Daerah Superkonduktor

20 Suhu Kritis Suhu kritis bahan superkonduktor konvensional berkisar kurang dari 20 K. Misal mercury memiliki suhu kritis 4.2 K. Ditemukan beberapa bahan dengan suhu kritis yang lebih tinggi: MgB2 39 K, YBa2Cu3O7 92 K, dan mercury based Cuprate 130 K.

21 Suhu Kritis Bahan Superkonduktor

22 Jika bahan superkonduktor diletakkan pada suhu tetap di bawah suhu kritis, tetapi diberi medan magnet yang kuatnya di atas medan magnet kritis, maka bahan tersebut tidak lagi bersifat superkonduktif. (Kuat Medan Magnet Kritis)

23 High Tc Superconductivity > 30 K ~ 243,2 C

24 Semua superkonduktor adalah diamagnetik sempurna. Meissner Effect karena itu dapat digunakan untuk teknologi yang melibatkan medan magnet.

25 Penggunaan Superkonduktor (1) Magnetic levitation

26 Penggunaan Superkonduktor (2) Kereta Yamanashi MLX01 MagLev

27

28

29 Magnetic Resonance Imaging (MRI)

30 Generator Listrik

31 Komputer Petaflops

32

33 LHC

34

35 Minggu Depan Buat satu kelompok yang terdiri dari 3 orang dan pastikan bahwa ketiga orang anggota tersebut datang minggu depan (kecuali yang di atas berkehendak lain). Setiap anggota dalam kelompok mempelajari (dasar) bahan magnet dan satu dari tiga topik: Diamagnetik, Paramagnetik, atau Ferromagnetik. Jadi, dalam satu kelompok: 1) semua anggota paham bahan magnet 2) setiap kelompok mempunyai 3 ahli pada masing masing topik. Saat pertemuan minggu depan: setiap anggota berkumpul sesuai dengan kelompoknya aka. duduk berdekatan, setiap kelompok menyediakan satu lembar kertas berisi nama anggota dan NIM nya.

36 Daftar Sumber Daya Kasap, S.O., Principles of Electronic Materials & Devices, McGrawHill Py., Gunung Slamet Waspada, Jakarta Press, jakartapress.com Randriatoamanana, R., The Use of Open Source in the Grid Computing and Data Acquisition System in High Energy and Particle Physics Research Projects Siswantoro, H., Superkonduktor, presentasi, Teknik Elektro Unsoed, Apps of Superconducting Materials, metox.biz/super_applications, Ilmu Bahan Listrik, Dikmenjur Kemendiknas, Samaun Samadikun, id.wikipedia.com/samaun_samadikun, Silicon Valley, en.wikipedia.com/siliconvalley, Superconductivity, en.wikipedia.com/superconductivity