Pengaruh Suhu Annealing Terhadap Mikrostruktural, Sifat Kemagnetan dan Celah Energi Nanopartikel Ni0,5Zn0,5Fe2O4 yang Disintesis dengan Metode Kopresipitasi

SRI HANDIKA PRATIWI, Dr. Edi Suharyadi, M.Eng

2018 | Tesis | MAGISTER FISIKA

Nanopartikel Ni0,5Zn0,5Fe2O4 telah berhasil disintesis dengan metode kopresipitasi. Sampel yang telah disiapkan di-annealing dengan variasi suhu yaitu 200 oC, 400 oC, 600 oC, 800 oC dan 1000 oC. Terbentuknya struktur fasa spinel campuran sampel nanopartikel telah dikonfirmasi melalui pola X-Ray Diffraction (XRD) dengan ukuran kristalit 14,8 nm hingga 25,1 nm. Peningkatan ukuran kristalit dikarenakan terjadinya pertumbuhan butir nanopartikel akibat adanya perlakuan panas. Mikrograf dari Transmission Electron Microscope (TEM) menunjukkan bahwa sampel annealing lebih terdispersi dan batas butir lebih terlihat jelas dibandingkan dengan sampel sebelum annealing. Pola citra dari Selected Area of Electron Diffraction (SAED) mengkonfirmasi terbentuknya nanopartikel polikristalin pada sampel. Spektra Fourier Transform Infra-Red (FTIR) menunjukkan adanya vibrasi regangan antar ion-ion pada frekuensi 378,05 cm-1 dan 555,50 cm-1 yang dikonfirmasi sebagai daerah oktahedral dan tetrahedral, masing-masingnya. Kurva histeresis menegaskan bahwa sampel memiliki sifat soft magnetic dengan koersivitas (Hc) meningkat seiring dengan meningkatnya suhu annealing di kisaran 45,4 - 94,1 Oe. Magnetisasi maksimum spesifik (��s) sampel sebelum annealing adalah 12,8 emu/gr dan kemudian meningkat hingga 57,2 emu/gr pada sampel annealing 1000 oC. Nilai celah energi sampel nanopartikel Ni0,5Zn0,5Fe2O4 yaitu 2,2 eV dan turun menjadi 1,9 eV setelah di-annealing pada suhu 1000 oC.

The Ni0,5Zn0,5Fe2O4 nanoparticles have been successfully synthesized by the coprecipitation method. The prepared sample was annealed with various temperatures i.e., 200 oC, 400 oC, 600 oC, 800 oC and 1000 oC. The formation of mixed spinel phase structure of nanoparticles sample was confirmed by using X-Ray Diffractometer (XRD) pattern which crystallite size is in the range of 14,8 nm to 25,1 nm. The increase of crystallite size is due to grain growth of nanoparticles because of thermal treatment. The Transmission Electron Microscope (TEM) micrograph showed that the annealed sample exhibited better dispersion and grain boundary was well developed compared than the as-prepared sample. The Selected Area of Electron Diffraction (SAED) image confirmed the formation of polycrystalline nanoparticles. The Fourier Transform Infra-Red (FTIR) spectra showed the existence of stretching vibration bands of metal ions around a frequency of 378,05 cm-1 and 555,50 cm-1 which are confirmed as octahedral and tetrahedral sites, respectively. The hysteresis loops confirmed that the sample possess soft magnetic properties with coercivity (Hc) increase by increasing annealing temperature in the range of 45,4 � 94,1 Oe. The specific maximum magnetization (��s) at 15 kOe of the as-prepared sample were 12,8 emu/gr and then increase to about 57,2 emu/gr for samples annealed at 1000 oC. The values of an optical band gap of Ni0,5Zn0,5Fe2O4 were found 2,2 eV and decrease to 1,9 eV after annealing with 1000 oC.

Kata Kunci : Nickel Zink Ferrite (Ni0,5Zn0,5Fe2O4), suhu annealing, mikrostruktural, magnetik, celah energi