KARAKTERISASI BAHAN SUPERKONDUKTOR Pb3Sr4Ca3Cu6Ox DENGAN VARIASI SUHU SINTERING MENGGUNAKAN METODE REAKSI PADATAN Disusun Oleh: EFENDI YUSUF FAJRI M0211023 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Sains JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA DESEMBER, 2015 i
HALAMAN PERSETUJUAN SKRIPSI S1 Karakterisasi Bahan Superkonduktor Pb 3 Sr 4 Ca 3 Cu 6 O x Dengan Variasi Suhu Sintering Menggunakan Metode Reaksi Padatan Disusun oleh : EFENDI YUSUF FAJRI M0211023 Telah disetujui oleh : Pembimbing I Pembimbing II Drs. Usman Santosa, MS NIP. 19510407 197503 1 003 Dwi Teguh Rahardjo, S.Si., M.Si. NIP. 19680403 199802 2 001 ii
HALAMAN PENGESAHAN Skripsi dengan judul : Karakterisasi Bahan Superkonduktor Pb3Sr4Ca3Cu6Ox Dengan Variasi Suhu Sintering Menggunakan Metode Reaksi Padatan Yang ditulis oleh : Nama : Efendi Yusuf Fajri NIM : M0211023 Telah diuji dan dinyatakan lulus oleh dewan penguji pada Hari : Selasa Tanggal : 15 Desember 2015 Anggota Tim Penguji : 1. Ketua Penguji Drs. Suharyana, M.Sc NIP. 196112171 98903 1 003 2. Sekretaris Penguji Dr. Agus Supriyanto, S.Si., M.Si. NIP. 19690826 199903 1 001 3. Anggota Penguji I Drs. Usman Santosa, MS NIP. 19510407 197503 1 003 4. Anggota Penguji II Dwi Teguh Rahardjo, S.Si., M.Si. NIP. 19680403 199802 2 001 ( ) ( ) ( ) ( ) Disahkan pada tanggal Kepala Program Studi Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta Dr. Fahru Nurosyid., S.Si., M.Si NIP. 19721013 200003 1 002 iii
PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi saya yang berjudul KARAKTERISASI BAHAN SUPERKONDUKTOR Pb3Sr4Ca3Cu6Ox DENGAN VARIASI SUHU SINTERING MENGGUNAKAN METODE REAKSI PADATAN belum pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga belum pernah ditulis atau dipublikasikan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka. Surakarta, Desember 2015 Efendi Yusuf Fajri iv
MOTTO Allah akan meninggikan orang-orang yang beriman di antaramu dan orang-orang yang diberi ilmu pengetahuan beberapa derajat. (Q.S. Al Mujadilah:11) Karena sesungguhnya bersama setiap kesulitan ada kemudahan. Sesungguhnya bersama setiap kesulitan ada kemudahan. (Q.S. Al Insyirah: 5-6) Barang siapa berjalan menuntut ilmu, maka Allah memudahkan jalan ke surga. (H.R. Muslim) v
PERSEMBAHAN Dengan memanjatkan puji syukur kepada Allah SWT, kupersembahkan skripsi ini untuk: Orang tuaku dan saudara-saudaraku yang selalu memberikan doa, dorongan dan semangat disetiap hal yang saya upayakan. Almamater Universitas Sebelas Maret Surakarta vi
KARAKTERISASI BAHAN SUPERKONDUKTOR Pb3Sr4Ca3Cu6Ox DENGAN VARIASI SUHU SINTERING MENGGUNAKAN METODE REAKSI PADATAN Efendi Yusuf Fajri Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret, Surakarta ABSTRAK Karakterisasi bahan superkonduktor Pb3Sr4Ca3Cu6Ox dengan variasi suhu sintering menggunakan metode reaksi padatan telah dilakukan. Metode yang digunakan dalam karakterisasi bahan superkonduktor PSCCO adalah metode reaksi padatan dengan variasi suhu sintering, yaitu: 850 o C, 860 o C, 870 o C dan 880 o C. Karakterisasi yang dilakukan meliputi uji Meissner dan pengukuran suhu kritis. Uji Meissner dilakukan menggunakan nitrogen cair sebagai pendingin sampel. Pada pengukuran suhu kritis digunakan metode Four Point Probe dengan menggunakan peralatan Cryogenic Magnet Cryotron FR buatan Oxford. Pengujian suhu kritis dilakukan menggunakan cairan helium dengan suhu yang dapat dicapai sekitar 4,2 K. Dari pengujian yang telah dilakukan, diperoleh bahwa suhu sintering mempengaruhi efek Meissner serta nilai suhu kritis bahan superkonduktor. Dari pengujian yang telah dilakukan, didapatkan hasil bahwa sampel yang dikarakterisasi dengan suhu sintering 860 o C memiliki nilai suhu kritis paling tinggi dan terjadi efek Meissner lemah. Nilai suhu kritis yang didapatkan pada sampel superkonduktor dengan suhu sintering 860 o C adalah sekitar 49,9 K (-223,1 o C). Kata kunci : superkonduktor PbSrCaCuO, efek Meissner, suhu kritis, metode reaksi padatan vii
CHARACTERIZATION SUPERCONDUCTOR Pb3Sr4Ca3Cu6Ox WITH SINTERING TEMPERATURE VARIATONS USING SOLID STATE REACTION METHOD Efendi Yusuf Fajri Physics Department, Mathematics and Sciences Faculty Sebelas Maret University, Surakarta ABSTRACT Characterization material superconductors Pb3Sr4Ca3Cu6Ox with temperature variations sintering uses solid state reaction method have managed to be done. Method used in characterization of PSCCO superconductors is the solid state reaction with temperature variations sintering, namely 850 o C, 860 o C, 870 o C and 880 o C. Characterization was about the Meissner test and critical temperature measurement. Meissner test conducted using liquid nitrogen as a coolant sample. On critical temperature measurement used method Four Point Probe using Cryogenic Magnet equipment "Cryotron FR" artificial Oxford. Critical temperature measurement using helium liquid with a temperature that can be reached about 4.2 K. From the testing that has been done, found that the sintering temperature affects the Meissner effect and the value of the critical temperature of the material superconductors. From the testing that has been done, showed that sample is syntesized with sintering temperature of 860 o C has the highest critical temperature value and occurs weak Meissner effect. Critical temperature values obtained on samples with sintering temperature superconductors 860 o C was about 49.9 K (-223.1 o C). Keywords : superconductor PbSrCaCuO, Meissner effect, critical temperature, solid state reaction method viii
KATA PENGANTAR Assalamualaikum Wr.Wb. Puji syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, karunia, nikmat, dan hidayah-nya sehingga penulis menyelesaikan skripsi dengan judul Karakterisasi Bahan Superkonduktor Pb3Sr4Ca3Cu6Ox Dengan Variasi Suhu Sintering Menggunakan Metode Reaksi Padatan. Skripsi ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat guna memperoleh gelar sarjana Sains pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penulis menyadari bahwa skripsi ini dapat terselesaikan karena bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Bapak Drs. Usman Santosa, MS selaku pembimbing I yang telah memberikan masukan, nasihat dan saran yang berharga serta meluangkan waktu, tenaga dan pikiran untuk penulis selama masa bimbingan. 2. Bapak Dwi Teguh Rahardjo, S.Si., M.Si. selaku pembimbing II yang telah memberikan masukan, nasihat dan saran yang berharga serta meluangkan waktu, tenaga dan pikiran untuk penulis selama masa bimbingan. 3. Bapak Drs. Suharyana, M.Sc. yang telah memberikan masukan, nasihat dan saran yang berharga serta meluangkan waktu, tenaga dan pikiran untuk penulis selama masa penelitian demi lebih sempurnanya skripsi ini. ix
4. Bapak Dr. (Eng) Risa Suryana, M.Si. selaku Pembimbing Akademik yang senantiasa memberi nasehat, motivasi dan saran kepada penulis. 5. Seluruh dosen Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret yang telah mendidik dan mengajarkan berbagai ilmu yang sangat berharga kepada penulis. 6. Bapak Dr. (Eng) Agung Imaduddin selaku Kepala Laboratorium Superkonduktor LIPI Serpong yang telah membantu dalam melakukan pengukuran pengukuran suhu kritis. 7. Bapak dan Ibu tercinta yang selalu memberikan dukungan dan tuntunan dalam kehidupan penulis. 8. Kakak-kakaku Aris, Bety, Candra dan Dedy yang telah memberikan teladan pencapaian yang sukses sehingga menjadi dorongan tersendiri bagi penulis. 9. Vicka Pratiwi Putri yang selalu ada serta memberikan dukungan, waktu, tenaga dan pikirannya untuk penulis. 10. Bapak Johan, Bapak Yunanto, Ibu Siska dan seluruh pengurus Laboratorium Pusat MIPA UNS yang telah banyak membantu dalam menyelesaikan penelitian ini. 11. Teman-temanku Agung PU, Adi MP serta teman-teman Fisika angkatan 2011 yang telah memberi dukungan dan motivasi kepada peneliti. 12. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah membantu dalam menyelesaikan skripsi ini. x
Penulis berharap semoga segala bantuan dan kebaikan Anda akan mendapat balasan yang baik pula oleh Allah SWT. Akhir kata, penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat semua pihak yang membutuhkan. Surakarta, Desember 2015 Efendi Yusuf Fajri xi