KAJIAN SIFAT DIELEKTRIK PADA MAGNETIC NANOPARTICLES (MNPs) ZINC NICKEL FERRITE (Zn-NiFe2O4) YANG DIENKAPSULAPSI DENGAN SILICA (SiO2)

NUR HASTI DEWI, Dr.Eng Edi Suharyadi, M.Eng

2019 | Skripsi | S1 FISIKA

Nilai konstanta dielektrik nanopartikel magnetik Zn-NiFe2O4 yang dienkapsulasi dengan silika ( 0%, 10%, 20%, 30%, 50%) telah dikaji menggunakan spektroskopi impedansi pada rentang frekuensi 5 kHz sampai 120 kHz. Nanopartikel Zn-NiFe2O4 disintesis menggunakan metode kopresipitasi dengan suhu sintesis 70 derajat Celcius. Pola difraksi sinar-X (XRD) mengonfirmasi bahwa nanopartikel Zn-NiFe2O4 memiliki struktur mixed spinel. Hasil XRD menunjukkan nanopartikel Zn-NiFe2O4 mempunyai ukuran kristalit 15,2 nm. Setelah dienkaspulasi menggunakan silika dengan konsentrasi 10% dan 50% ukuran kristalit turun menjadi 14,6 nm dan 12,4 nm. Hasil karakterisasi TEM menunjukkan masih adanya aglomerasi walaupun nanopartikel sudah dienkapsulasi dengan silika. Pada frekuensi 5 kHz sampel dengan konsentrasi silika 10% didapatkan hasil konstanta dielektrik riil dan imajiner sebesar 279 +/- 90 dan 300 +/- 200. Nilai konstanta dielektrik akan menurun seiring dengan dinaikkannya frekuensi. Dan dari hasil pengukuran yang dilakukan diketahui bahwa nilai konstanta dielektrik riil dan imajiner juga akan menurun ketika konsentrasi silika yang digunakan semakin bertambah. Hasil pengukuran rugi tangen dan konduktivitas AC mengalami penurunan ketika frekuensi dan konsentrasi silika bertambah. Nilai impedansi meningkat seiring dengan peningkatan frekuensi dan bertambahnya konsentrasi silika. Model Maxwell-Wagner merupakan model yang digunakan untuk menjelaskan distribusi ion di dalam partikel yang mempengaruhi konstanta dielektrik.

Dielectric constants of Zn-NiFe2O4 magnetic nanopartcles encapsulated with silica ( 0%, 10%, 20%, 30%, 50%) have been investigated by spectroscopy impedance at frequency 5 kHz until 120 kHz. Nanoparticle of Zn-NiFe2O4 has been synthesized by co-precipitation method at 70oC. The X-ray Diffraction (XRD) patterns confirmed that nanoparticles Zn-NiFe2O4 have mixed spinel stucture. The XRD results showed nanoparticles Zn-NiFe2O4 have crystallite size 15,2 nm. After silica encapsulation at concentration 50% the new phase appearance and the particles size became 12,4 nm. Transmission Electron Microscope (TEM) image showed that the nanoparticles also agglomeration after silica encapsulation. At a frequency of 5 kHz, the dielectric constants ( real and imaginary) value in the sample with silica concentration of 10% and 50% are 279 +/- 90 and 300 +/- 200. The dielectric constants decrease with increasing frequency. And The value of dielectric contours (real and imaginary) decreased with increasing silica concentrations. Loss tangent and AC conductivity decreased with increasing frequency and silica consentrations. Impedance was found to increase with increase of frequency and silica concentrations. Those characteristics can be explained on the basic of Maxwell-Wagner model.

Kata Kunci : enkapsulasi, nanopartikel magnetik, konstanta dielektrik, silika