Jurnal ILMU DASAR, Vol. 8 No. 1, 2007 : xnd x )Cu 3 O 10+δ ) M. Sumadiyasa Staf Pengajar Jurusan Fisika FMIPA Universitas Udayana Bali

dokumen-dokumen yang mirip
Eksperimen Pembentukan Kristal BPSCCO-2223 dengan Metode Self-Flux

I. PENDAHULUAN. Superkonduktor merupakan suatu bahan dengan konduktivitas tak hingga, karena

Eksperimen Pembentukan Kristal BPSCCO-2223 dengan Metoda Lelehan

SINTESIS DAN KARAKTERISASI UNDER-DOPED SUPERKONDUKTOR DOPING ELEKTRON Eu 2-x Ce x CuO 4+α-δ

METODE SOL-GEL RISDIYANI CHASANAH M

ANALISIS STRUKTUR DAN SIFAT MAGNET BAHAN SUPERKONDUKTOR Eu 2-x Ce x CuO 4+α-δ ELECTRON-DOPED

PENGARUH DOPAN Pb TERHADAP FRAKSI VOLUME KRISTAL SUPERKONDUKTOR B(P)SCCO-2212

NANOKRISTALISASI SUPERKONDUKTOR (Bi,Pb) 2 Sr 2 CaCu 2 O 8+δ DENGAN METODE PENCAMPURAN BASAH DENGAN VARIASI SUHU DAN WAKTU KALSINASI DAN SINTER

III. METODOLOGI PENELITIAN. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Februari 2013 sampai dengan Juni 2013 di

The Effect of Sintering Time on Surface Morfology of Pb-Doped Bi-2223 Oxides Superconductors Prepared by the Solid State Reaction Methods at 840 o C

I. PENDAHULUAN. oleh H.K Onnes pada tahun 1911 dengan mendinginkan merkuri (Hg) menggunakan helium cair pada temperatur 4,2 K (Darminto dkk, 1999).

PENGARUH KONDISI ANNEALING TERHADAP PARAMETER KISI KRISTAL BAHAN SUPERKONDUKTOR OPTIMUM DOPED DOPING ELEKTRON Eu 2-x Ce x CuO 4+α-δ

KARAKTERISASI SUPERKONDUKTOR BSCCO-2223 YANG DISINTESIS DENGAN METODE REAKSI PADATAN

Efek Atmosfer Udara dan Oksigen Terhadap Struktur Kristal dan Kristalografi Material Superkonduktor (Bi0,40Pb0,45)Sr2(Ca0,40Y0,70)Cu2Oz

XRD ANALYSIS OF Bi-2212 SUPERCONDUCTORS: PREPARED BY THE SELF-FLUX METHOD

The DC Electrical Resistivity Curves of Bismuth-2212 Ceramic Superconductors: Evaluation of the Hole-Carrier Concentrations per-cu Ion

III. METODE PENELITIAN. Penelitian ini telah dilaksanakan pada bulan Februari sampai Juni 2013 di

SINTESIS SUPERKONDUKTOR SISTEM (Bi,Pb)Sr(Y,Ca)CuO BERFASE 1212 DENGAN METODE PELELEHAN

OPTIMASI KOMPOSISI MOLAR AWAL OFF-STOIKHIOMETRI PADA SINTESIS SUPERKONDUKTOR SISTEM Bi-2223

THE EFFECT OF Pb DOPANT ON THE VOLUME FRACTION OF BSCCO-2212 SUPERCONDUCTING CRYSTAL

SINTESIS SUPERKONDUKTOR BSCCO DENGAN VARIASI Bi DAN Pb MELALUI METODE SOL GEL DAN ANALISIS POLA DIFRAKSI SINAR X MENGGUNAKAN METODE RIETVELD FULLPROF

350 0 C 1 jam C. 10 jam. 20 jam. Pelet YBCO. Uji Konduktivitas IV. HASIL DAN PEMBAHASAN. Ba(NO 3 ) Cu(NO 3 ) 2 Y(NO 3 ) 2

SINTESIS DAN KARAKTERISASI SIFAT LISTRIK SUPERKONDUKTOR Eu 2-x Ce x CuO 4+α-δ (ECCO) UNTUK UNDER-DOPED

ABSTRAK. Kata Kunci: Superkonduktor Bi2Sr2(Ca1,5Nd0,25Gd0,25)Cu3Oz, wet-mixing, nanopartikel, sintering, ferromagnetik, XRD, TEM, VSM.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

SINTESIS DAN KARAKTERISASI XRD MULTIFERROIK BiFeO 3 DIDOPING Pb

SINTESIS FASE Nd 1 Ba 2 Cu 3 O 7-d DENGAN Ba(OH) 2.8H 2 O SEBAGAI PENGGANTI Ba 2 CO 3 DENGAN METODA REAKSI PADATAN DENGAN MEDIA PENCAMPUR ALKOHOL

PENGARUH KONSENTRASI DOPING CE TERHADAP SIFAT LISTIK MATERIAL EU 2-X CE X CUO 4+Α-Δ PADA DAERAH UNDER-DOPED

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI SUPERKONDUKTOR BAHAN MIKROPARTIKEL BERBASIS BSCCO FASA 2223 DI DOPING Sn DAN Pb

PROSES PEMBUATAN MATERIAL SUPERKONDUKTOR BSCCO DENGAN METODA PADATAN

Pengaruh Waktu Proses Sintering pada Kawat Superkonduktor Bi- Pb-Sr-Ca-Cu-O dengan Selubung Ag Dopan MgO Menggunakan Metode Powder in Tube

KARAKTERISASI I-V SEMIKONDUKTOR HETEROKONTAK CuO/ ZnO(TiO 2 ) SEBAGAI SENSOR GAS HIDROGEN

PENGARUH PERUBAHAN SUHU SINTERING PADA SINTESIS SUPERKONDUKTOR Pb 2 Ba 2 Ca 2 Cu 3 O 9

SINTESIS BAHAN SUPERKONDUKTOR BiSr 2 CaCu 2 O y (Bi-1212) DENGAN VARIASI DOPAN MELALUI METODE PENCAMPURAN BASAH

METALURGI Available online at

SINTESIS OKSIDA LOGAM AURIVILLIUS SrBi 4 Ti 4 O 15 MENGGUNAKAN METODE HIDROTERMAL DAN PENENTUAN SIFAT FEROELEKTRIKNYA

Bab III Metodologi Penelitian

BAB IX SUPERKONDUKTOR

KARAKTERISASI SUPERKONDUKTOR YBa 2 Cu 3 O 7-x DAN ANALISIS POLA DIFRAKSI SINAR-X MENGGUNAKAN CELREF

Superkonduktor Eu 2-x Ce x CuO 4+α-δ

Sintesis dan Karakterisasi XRD Multiferroik BiFeO 3 Didoping Pb

NANOKRISTALISASI SUPERKONDUKTOR (Bi,Pb) 2 Sr 2 CaCu 2 O 8+δ DENGAN METODE PENCAMPURAN BASAH

PENGARUH DOPAN Pb DAN Sb TERHADAP ENERGI AKTIVASI SUPERKONDUKTOR BSCCO-2212

SINTESIS BAHAN ND 1 (Fe) x Ba 2-x Cu 3 O y DENGAN METODE REAKSI PADATAN (SOLID STATE REACTION)

SUPERKONDUKTOR 1. Sejarah Superkonduktor 2. Teori Superkonduktor 2.1. Pengertian Superkonduktor

PENENTUAN TEMPERATUR CURIE SENYAWA OKSIDA LOGAM BERSTRUKTUR AURIVILLIUS TIPE CuBi 4 Ti 4 O 15 (CBT) EMPAT LAPIS

BAB III METODE PENELITIAN. penelitian ini dilakukan pembuatan keramik Ni-CSZ dengan metode kompaksi

Bab IV. Hasil dan Pembahasan

dengan panjang a. Ukuran kristal dapat ditentukan dengan menggunakan Persamaan Debye Scherrer. Dilanjutkan dengan sintering pada suhu

SINTESIS SERBUK MgTiO 3 DENGAN METODE PENCAMPURAN DAN PENGGILINGAN SERBUK. Abstrak

3.5 Karakterisasi Sampel Hasil Sintesis

Ringkasan Tugas Akhir. : Pengaruh Substitusi Bi Terhadap Spektrum Electron Spin Resonance

J. Aceh Phys. Soc. Vol. 7, No. 2 pp.31-38, 2018 e-issn:

PEMBUATAN KERAMIK BETA ALUMINA (Na 2 O - Al 2 O 3 ) DENGAN ADITIF MgO DAN KARAKTERISASI SIFAT FISIS SERTA STRUKTUR KRISTALNYA.

Pengaruh Temperatur Leleh Terhadap Rapat Arus Kritis Pada Kristal Superkonduktor Bi-2223 Dengan Menggunakan Metode Self-Fluks SKRIPSI

3 Metodologi Penelitian

Karakterisasi Sensor TiO 2 Didoping ZnO untuk Mendeteksi Gas Oksigen

PENGARUH VARIASI TEMPERATUR SINTERING TERHADAP STRUKTUR KRISTAL SUPERKONDUKTOR Y 0.5 La 0.5 Ba 2 Cu 3 O 7-δ

PENGGUNAAN DOPAN Pb, Ba DALAM SINTESIS BAHAN SUPERKONDUKTOR Bi-Sr-Ca-Cu-O FASA 1223 MELALUI METODE PENCAMPURAN BASAH

KB 2. Teknologi Kereta Api Yang Berkecepatan Tinggi. Aplikasi superkonduktor dalam teknologi kereta Api supercepat adalah memanfaatkan

STUDI PEMAKAIAN SUPERKONDUKTOR PADA GENERATOR ARUS BOLAK- BALIK

PEMBUATAN BATANG PELET La 2-2X Sr 1+2X Mn 2 O7 SEBAGAI BAHAN PENUMBUH KRISTAL TUNGGAL

Metodologi Penelitian

Uji Kekerasan Sintesis Sintesis BCP HASIL DAN PEMBAHASAN Preparasi Bahan Dasar

KARAKTERISASI SEMIKONDUKTOR TIO 2 (ZnO) SEBAGAI SENSOR LIQUEFIED PETROLEUM GAS (LPG)

BAB III METODOLOGI PENELITIAN. Penelitian yang dilakukan di Kelompok Bidang Bahan Dasar PTNBR-

KARAKTERISASI TiO 2 (CuO) YANG DIBUAT DENGAN METODA KEADAAN PADAT (SOLID STATE REACTION) SEBAGAI SENSOR CO 2

PENGARUH WAKTU MILLING TERHADAP SIFAT FISIS, SIFAT MAGNET DAN STRUKTUR KRISTAL PADA MAGNET BARIUM HEKSAFERIT SKRIPSI EKA F RAHMADHANI

PERGESERAN SUHU KRITIS SUPERKONDUKTOR Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O PADA MEDAN MAGNET TINGGI

4 Hasil dan Pembahasan

SINTESIS SUPERKONDUKTOR BPSCCO/Ag MENGGUNAKAN METODE PADATAN

Gambar 3.1 Diagram alir penelitian

KARAKTERISASI BAHAN SUPERKONDUKTOR Pb3Sr4Ca3Cu6Ox DENGAN VARIASI SUHU SINTERING MENGGUNAKAN METODE REAKSI PADATAN

ANALISIS HAMBAT JENIS PENAMBAHAN NANO SiC PADA SUPERKONDUKTOR MgB 2 TANPA PERLAKUAN PANAS

PENGARUH VARIASI PERLAKUAN DOPING Pb PADA Bi DALAM SINTESIS SUPERKONDUKTOR BSCCO TERHADAP EFEK MEISSNER DAN SUHU KRITIS

SINTESIS SERBUK MgTiO 3 DENGAN ADITIF Ca DARI BATU KAPUR ALAM DENGAN METODE PENCAMPURAN LARUTAN

BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang

Tabel 3.1 Efisiensi proses kalsinasi cangkang telur ayam pada suhu 1000 o C selama 5 jam Massa cangkang telur ayam. Sesudah kalsinasi (g)

SINTESIS DAN PENENTUAN STRUKTUR SENYAWA OKSIDA LOGAM PIROKLOR TIPE Sr 2 Nb 2 O 7 DAN Ba 2 Nb 2 O 7

HASIL DAN PEMBAHASAN. Keterangan Gambar 7 : 1. Komputer 2. Ocean Optic USB 2000 Spektrofotometer

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN ANALISIS

PENDAHULUAN. Di dalam modul ini Anda akan mempelajari Aplikasi Superkoduktor yang mencakup:

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI MAGNET PERMANEN BAO.(6-X)FE2O3 DARI BAHAN BAKU LIMBAH FE2O3

HASIL DAN PEMBAHASAN. didalamnya dilakukan karakterisasi XRD. 20%, 30%, 40%, dan 50%. Kemudian larutan yang dihasilkan diendapkan

IDENTIFIKASI Fase KOMPOSIT OKSIDA BESI - ZEOLIT ALAM

Diterima tanggal 19 September 1998, disetujui untuk dipublikasikan 5 April 1999

BAB III METODE PENELITIAN

Pengaruh Variasi Waktu Milling dan Penambahan Silicon Carbide Terhadap Ukuran Kristal, Remanen, Koersivitas, dan Saturasi Pada Material Iron

PENGARUH ADITIF BaCO 3 PADA KRISTALINITAS DAN SUSEPTIBILITAS BARIUM FERIT DENGAN METODA METALURGI SERBUK ISOTROPIK

Pengetahuan Bahan Listrik

II. TINJAUAN PUSTAKA. hingga suhu 4 K atau -269ºC. Kemudian Onnes pada tahun 1911 mulai

BAB III EKSPERIMEN. 1. Bahan dan Alat

BAB III METODE PENELITIAN. Metode penelitian yang dilakukan adalah metode eksperimen yang dilakukan di

4 Hasil dan Pembahasan

Pengaruh Suhu Sintering Pada Pembuatan Strontium Titanat (SrTiO 3 ) Terhadap Konstanta Dielektrik Menggunakan Metode Co-Precipitation

BAB III METODE PENELITIAN. penelitian ini dilakukan pembuatan keramik komposit CSZ-Ni dengan

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN. hal ini memiliki nilai konduktifitas yang memadai sebagai komponen sensor gas

II. TINJAUAN PUSTAKA. Sifat superkonduktivitas bahan ditemukan pertama kali oleh Heike Kammerlingh

SINTESIS BAHAN PIEZOELEKTRIK BNT-BT DENGAN PENAMBAHAN TA 2 O 5 MENGGUNAKAN METODE SOLID STATE REACTION

Transkripsi:

Jurnal ILMU DASAR, Vol. 8 No. 1, 2007 : 1-5 1 Pengaruh Penggantian Ca dengan Nd pada Pembentukan Fase Bi-2223 pada Superkonduktor Sistem (Bi,Pb)-Sr-Ca-Cu-O: (Bi 1.4 Pb 0.6 )Sr 2 (Ca 2-x Nd x )Cu 3 O δ (Influence of Nd Substitution for Ca on Formation of 2223 Phase in the Superconductors (Bi,Pb)-Sr-Ca-Cu-O System: (Bi 1.4 Pb 0.6 )Sr 2 (Ca 2- xnd x )Cu 3 O 10+δ ) M. Sumadiyasa Staf Pengajar Jurusan Fisika FMIPA Universitas Udayana Bali ABSTRACT The influence of Nd substitutions for Ca on formation of 2223 phase in the superconductors (Bi,Pb)-Sr-Ca-Cu- O system : (Bi 1.4 Pb 0.6 )Sr 2 (Ca 2-x Nd x )Cu 3 O 10+δ has been studied. Samples were made by solid state reaction methods, with sintering temperature at 860 o C for 40 hours continuously in air atmosphere. From the XRD characterization it is revealed that the samples are poly crystals and the volume fraction of Bi-2223 phase is less than 45%. All of samples show Meissner effect weakly on 77 K, which is indicate that in the samples has formed few superconducting high-tc phase. This result is in accords with of the resistivity as function of temperature measurement, show that the Tc on-set at 88 K - 107 K, which is range of the critical temperature (Tc) of the Bi-2212 phase and Bi-2223 phase. Keywords : Nd-substitution, volume fraction, critical temperature, Bi-2223 phase, (Bi 1.4 Pb 0.6 )Sr 2 (Ca 2-x Nd x )Cu 3 O 10+δ PENDAHULUAN Sampai saat ini telah dapat dibuat superkonduktor berbasis bismuth (Bi) sistem (Bi,Pb)-Sr-Ca-Cu-O fase Bi-1212, Bi-2201, Bi- 2212, Bi-2223 (Frank et al., 1996, Chu, et al., 1997, Maple, 1998). Di antara superkonduktor berbasis bismut tersebut senyawa (Bi,Pb) 2 Sr 2 Ca 2 Cu 3 O 10+δ (fase Bi-2223) merupakan bahan superkonduktif yang telah banyak dikaji baik dari aspek eksperimen maupun aplikasinya. Dengan suhu kritisnya yang cukup tinggi (Tc ~110 K) fase Bi-2223 ini sangat berpotensi untuk diaplikasikan. Akan tetapi fase ini memiliki rapat arus kritis (Jc) yang cukup rendah dan mudah turun bila berada di dalam medan magnet dan suhu tinggi. Di samping itu, fase Bi-2223 masih belum dapat dibuat dalam bentuk kristal tunggal. Oleh karena itu sampai sekarang masih dilakukan penelitian baik untuk mendapatkan kristal tunggalnya maupun memperbesar rapat arus kritis (Jc)-nya dan meningkatkan ketahanannya di dalam medan magnet pada suhu tinggi. Untuk kasus fase Bi-2212 peningkatan Jc dapat dilakukan dengan pemberian dan meningkatkan kekuatan piningnya (pinning strength) dengan melakukan substitusi Pb (Darminto, 2002). Sebelumnya, Rentschler et al. (1992) telah mencoba melakukan penggantian Ca dengan Nd. Diperoleh bahwa ternyata Nd dapat menggantikan kedudukan Ca dalam struktur kristalnya dengan baik dan memberikan efek yang cukup baik terhadap peningkatan rapat arus kritis Jc-nya. Pada suhu 30 K dan medan magnet 0,4 Tesla, rapat arus Jc pada sampel yang mengandung Nd naik sekitar 30% dibandingkan dengan sampel tanpa Nd. Dari pengetahuan di atas, sebelum melakukan penelitian lebih jauh tentang sifatsifat Jc-nya : rapat arus kritis Jc dari fase Bi- 2223 dan kemampuannya di dalam medan magnet tinggi pada suhu tinggi kami terlebih dahulu melakukan penelitian awal untuk mengetahui bagaimana pengaruh substitusi Nd dalam pembentukan kristal fase Bi-2223 : (Bi 1.4 Pb 0.6 )Sr 2 (Ca 2-x Nd x )Cu 3 O 10+δ. Dari penelitian ini diharapkan diperoleh sampel dalam bentuk bulk fase Bi-2223 terdoping Nd, Dalam tulisan ini akan dibahas sejauh mana dampak penggantian Ca dengan Nd terhadap pembentukan fase Bi-2223-nya dan suhu kritis (Tc)-nya. METODE Sampel superkonduktor sistem Bi-Sr-Ca-Cu-O fase Bi-2223 terdoping Nd dibuat dari bahan Bi 2 O 3 (Aldrich, 99.9+%), PbO (Aldrich, 99.9+%), SrCO 3 (Aldrich, 99.995%),Y 2 O 3 (Aldrich, 99.999%), CaCO 3 (Aldrich, 99.995%), Nd 2 O 3 (Aldrich, 99.99+%) dan CuO

2 Pengaruh Penggantian Ca (M. Sumadiyasa) (Aldrich, 99.99+%). Campuran awal dibuat dalam beberapa komposisi sesuai dengan stokiometri (Bi 1.4 Pb 0.6 )Sr 2 (Ca 2-x Nd x )Cu 3 O 10+δ, dengan mengambil x = 0,01, 0,025, 0,05 dan 0,15. Campuran yang telah dipersiapkan diproses menjadi superkonduktor dengan menggunakan metode reaksi padatan (solid state reaction methods). Pencampuan bahan awal dilakukan dengan cara menggerus di dalam mortar. Hasil pencampuran tersebut kemudian dikalsinasi pada suhu 810 o C selama 20 jam. Hasil kalsinasi digerus kembali, kemudian dicetak menjadi pelet dengan diameter 12 mm dan tebal sekitar 2 mm. Selanjutnya, pelet dipanaskan (sintering) pada suhu 860 o C selama 40 jam secara kontinyu pada tekanan atmosfir udara. Pendinginan sampel dilakukan sesuai dengan pendinginan di dalam tungku. Karakterisasi sampel meliputi, pengamatan secara visual sifat penolakan sampel terhadap medan magnet (Efek Meisner) pada suhu 77 K. Untuk mengetahui telah terbentuk atau tidaknya kristal fase Bi-2223 dilakukan pengukuran XRD. Berdasarkan hasil pengukuran XRD dilakukan perhitungan fraksi volume (FV) fase Bi-2223 yang terbentuk, dengan persamaan Intensitasfase Bi- 2223 FV= 100 % Intensitasseluruh puncak (1) Pengukuran suhu kritis, Tc dilakukan melalui pengukuran resistivitas sebagai fungsi suhu dengan metode empat titik elektroda sejajar dengan arus dc. HASIL DAN PEMBAHASAN Pengukuran XRD dan Fraksi Volume Gambar 1 memperlihatkan pola spektrum (difraktogram) hasil pengukuran XRD. Puncak-puncak (peaks) yang ditandai dengan lingkaran penuh adalah puncak-puncak yang berasal dari refleksi fase Bi-2223. Penandaan tersebut dilakukan dengan membandingkan spektrum XRD dari hasil penelitian dengan pola spektrum XRD referensi (Li et al., 1996, JCPDS 1997), dan dengan mengambil parameter kisi a = 5,4096 Ǻ, b = 5,4191 Ǻ dan c = 37,062 Ǻ. Sedangkan puncak-puncak yang tidak ditandai adalah fase lain, yang mana disebut sebagai fase pengotor. Spektrum difraksi Gambar 1 memperlihatkan bahwa sampel masih bersifat polikristal, didominasi oleh fase pengotor. Hanya sedikit puncakpuncak yang dapat ditadai sebagai fase Bi- 2223. Sesuai dengan hasil analisis fase pengotor tersebut adalah berasal dari fase superkonduktif fase Bi-2212 yang memiliki Tc sekitar 85 K Ini ditandai oleh munculnya puncak pada sudut 2θ = 23,1 o dan 27,5 o. Juga terdeteksi adanya fase Bi-2201 (ditandai oleh puncak pada 2θ = 29,8 o ) yang superkonduktif pada suhu rendah. Fase lainnya seperti fase SrCO 3 (ditandai oleh puncak pada 2θ = 36,6 o dan 25,2 o ), CuO (ditandai oleh puncak pada 2θ = 35,5 o dan 38,8 o ), Ca 2 PbO 4 (ditandai oleh munculnya puncak pada 2θ = 17,5 o ) merupakan fase non superkonduktif. Dari penandaan spektrun XRD tersebut dan dengan menggunakan persamaan 1 dapat ditentukan besar fraksi volume fase Bi-2223 yang terbentuk. Gambar 2 memperlihatkan perubahan fraksi volume fase Bi-2223 dengan bertambahnya kandungan Nd pada sistem (Bi 1.4 Pb 0.6 )Sr 2 (Ca 2-x Nd x )Cu 3 O δ. Tampak bahwa fraksi volume fase Bi-2223 sedikit naik dengan bertambahnya kandungan Nd, tetapi masih kurang dari 45%. Tampak masih belum jelas memperlihatkan besar kandungan maksimum Nd yang diijinkan. Uraian tersebut memperlihatkan bahwa belum seluruh bahan (kation) penyusun bereaksi dengan baik untuk membentuk fase Bi-2223 terdoping Nd. Sebagaimana telah diperlihatkan peneliti sebelumnya bahwa fase pengotor fase Bi-2212, Bi-2201, SrCO 3, CuO, Ca 2 PbO 4 sesungguhnya merupakan bahan dasar untuk pembentukan fase Bi-2223. Dengan sintesis yang tepat bahan dasar tersebut secara bersama dapat tereduksi menjadi fase Bi-2223 (Chen et al., 1992). Waktu sintering 40 jam tampaknya belum cukup untuk dapat terbentuknya fase Bi-2223 terdoping Nd secara maksimal. Sebagaimana telah dilaporkan peneliti sebelumnya (Suharta, 1997, Manfredotti, et al, 2001, Liang, et al. 2002, Muralidhar, et al., 2003) untuk dapat menumbuhkan fase Bi-2223 (tanpa doping Nd) pada superkonduktor sistem Bi-Sr-Ca-Cu-O dengan fraksi folume lebih besar dari pada 90% memerlukan waktu lebih dari pada 100 jam.

Jurnal ILMU DASAR, Vol. 8 No. 1, 2007 : 1-5 3 Gambar 1. Pola XRD sampel sistem (Bi 1.4 Pb 0.6 )Sr 2 (Ca 2-x Nd x )Cu 3 O δ Dari atas ke bawah, (a) x = 0,01, (b). x = 0,025, (c). x = 0,05, (d). x = 0,15, = fase Bi-2223, tanpa tanda = fase pengotor Fraksi Volume (%) 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0 0.05 0.1 0.15 0.2 Substitusi Nd, x Gambar. 2. Grafik fraksi volume (%) fase Bi-2223 terhadap bertambahnya x pada formula (Bi 1.4 Pb 0.6 )Sr 2 (Ca 2-x Nd x )Cu 3 O δ

4 Pengaruh Penggantian Ca (M. Sumadiyasa) Efek Meissner dan Suhu Kritis, Tc Pengamatan efek Meissner memperlihatkan bahwa ke empat sampel telah memperlihatkan adanya efek Meissner yang lemah. Ini mengindikasikan bahwa di dalam sampel telah ada fase superkonduktif pada suhu ~77K. Hal ini didukung oleh hasil pengukuran resistivitas sebagai fungsi suhu antara 77 200 K, sebagaimana diberikan pada Gambar 3. Semuanya memperlihatkan adanya penurunan resistivitas secara tajam mulai pada suhu tertentu, yang mana disebut sebagai suhu mulai transisi Tc on-set. Bila diperhatikan, Gambar 3a 3c memperlihatkan adanya Tc on-set pada suhu 88 K, yang mana merupakan daerah suhu kritis resistivitas nol (Tc 0 ) dari fase Bi-2212. Akan tetapi sampai pada 77 K belum memperlihatkan adanya resistivitas nol (Tc 0 ). Ini menggindikasikan bahwa sampel masih sangat didominasi oleh fase nonsuperkonduktif. Sedangkan kurva pada Gambar 3d, dengan jelas memperlihatkan adanya dua penurunan resistivitas secara tajam, yaitu mulai pada suhu Tc on-set = 88 dan 107 K yang merupakan daerah suhu kriis dari pada fase Bi- 2223. Dengan demikian ada indikasi bahwa di dalam sampel tersebut sesungguhnya telah terbentuk dua fase superkonduktif yaitu fase Bi-2212 dan fase Bi-2223. Ini konsisten dengan hasil pengukuran XRD di atas dimana dengan jelas spektrumnya memperlihatkan adanya puncak-puncak difraksi yang berasal dari fase Bi-2212 dan fase Bi-2223. Gambar 3. Hasil pengukuran resistivitas sebagai fungsi suhu untuk sampel (Bi 1.4 Pb 0.6 )Sr 2 (Ca 2-x Nd x )Cu 3 O δ dengan a. x=0,01 ; b. x=0,025 ; c. x=0,05 ; d. x=0,15

Jurnal ILMU DASAR, Vol. 8 No. 1, 2007 : 1-5 5 Dari Gambar 3 juga tampak bahwa dengan bertambahnya Nd ada perubahan kemiringan kurva mulai dari suhu 90 K ke atas. Pada Gambar 3a dan 3b, dari suhu 90 K 200 K kurva naik dengan bertambahnya suhu, yang mana sesusi dengan sifat-sifat resistivitas dari pada logam. Tingkat kemiringan kurva pada daerah suhu tersebut berkurang pada Gambar 3c dan 3d. Ini memberi indikasi bahwa pemberian Nd sangat mempengaruhi sifat-sifat resistivitasnya, yaitu dengan semakin bertambahnya doping Nd sifat-sifat logamnya menjadi semakin berkurang. KESIMPULAN Dari uraian di atas dapat disimpulkan bahwa penggantian Ca dengan Nd pada superkonduktor sistem Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O sangat berpengaruh terhadap pembentukan fase Bi-2223 dan sifat-sifat superkonduktifnya. Dengan sintering pada suhu 860 o C selama 40 jam, fraksi volume fase Bi-2223 yang terbentuk masih di bawah 45%. Sampel telah memperlihatkan adanya Tc on-set antara 80 K - 107 K, yang mana merupakan cermin dari adanya fase Bi-2212 dan 2223. Sifat-sifat logam berkurang dengan bertambahnya kandungan Nd. DAFTAR PUSTAKA Chen Y. L. & Stevens, R., 1992. 2223 Phase Formation in (Bi,Pb)-Sr-Ca-Cu-O : II, The Role of Temperature Reaction Mechanism, J. Am. Cheram. Soc., 75, 1150-1158 Chu C. W., Xue, Y. Y., Due, Z. L., Sun, Y.Y., Gao, L., Wu, N. L., Cao, Y., Rusakova, I., Ross, K., 1997. Superconductivity up to 126 Kelvin in Interstitially Doped Ba 2 Ca n-1 Cu n, [02(n-1)n-Ba, Science, 277, 1081 1983. Darminto 2002. Karakteristik Fase Gelas Vorteks dalam Kristal Tunggal Superkonduktor (Bi,Pb) 2 Sr 2 Ca 2 Cu 2 O 8+δ, Jurnal Ilmu Dasar, 3, 66 73. Frank H., Stollmann, R., Lethen, J., Muller, R., Gasparov, L. V., Zakharov, N. D., Hsse, D., Guntherodt, G., 1996. Preparation and magnetic properties of (Bi, Pb)-1212, Physica C 268, 100 106 JCPDS International Centre for Diffraction Data, 1997. PCPDFWIN v. 1.30 Li D. Y., Wang, H., Mackinnon, C. W., Low L. M., Davis, R. L., 1996. X-Ray Powder Difraktion Data for High - Tc Superconductor (Bi,Pb) 2 Sr 2 Ca 2 Cu 3 O 10+x (2223), Powd. Diff. Liang B., Lin, C.T., Shang, P., Yang, G., 2002. Single Crystals of Triple-layered Cuprates Bi 2 Sr 2 Ca 2 Cu 3 O 10-ό Growth, annealing and Characterization, Physica C, 383, 75 88. Maple M. B., 1998, High-Temperature Superconductivity, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 177 181, 18 30. Manfredotti C., Trucato, M., Rinando, G., Allosia, D., Volpe, P., Benzi, P., Agostino, A., 2001, Annealing Temperature Dependence of the 2223 Phase Volume Fraction in the Bi-Sr- Ca-Cu-O System, Physica C, 353, 154 194. Muralidhar M., Jirsa, M., Sakai, N., Murakami, M., 2003, Supercond. Sci. Technol., 16, R1 R16. Rentschler T., Kemmler-Sack, S., Hartmann, M., Hubbener, R. T., Kesler, P., Lichte, H, 1992, Influence of Nd Substitution on the Superconducting Properties of Ceramics in the 2212 System Bi 2-w Sr 2-y (Ca 1-y Nd x+y )Cu 2 O 8+δ, Physica C, 200, 287-295. Suharta W. G.,1997, Pengaruh Fluks BB2O 3 dan Beberapa Parameter Pemrosesan Pada Pembentukan Superkonduktor Bi-Pb- Sr-Ca-Cu-O-2223, Tesis, Pasca Sarjana Fisika, ITB.