KAJIAN SIFAT DIELEKTRIK DAN ENERGI GAP NANOPARTIKEL MAGNETIK CORE-SHELL CoFe2O4@ZnO

RUTH CAROLINA S, Dr. Edi Suharyadi, M.Eng

2021 | Tesis | MAGISTER FISIKA

INTISARI Nanopartikel magnetik core-shall CoFe2O4@ZnO telah disintesis menggunakan metode kopresipitasi dengan variasi rasio molar (1:2, 1:3 1:4 dan 1:5). Hasil analisis XRD menunjukkan terbentuknya struktur kubik spinel ferit dengan berbagai ukuran partikel yaitu 9,2; 9,8; 9,9; 9,2 nm dan CoFe2O4 tunggal ukuran partikel sebesar 9,9 nm. Ukuran kristalit nanopartikel meningkat seiring meningkatnya konsentrasi ZnO. Parameter kisi nanopartikel core-shall CoFe2O4@ZnO dengan variasi molar (1:2, 1:3, 1:4 dan 1:5) berturut-turut adalah 8,15; 8,14; 8,15 8,15 Ã dan untuk CoFe2O4 tunggal sebesar 8,21 Ã . Sifat dielektrik semua sampel diukur menggunakan spektroskopi impedansi terkomputerisasi dengan generator frekuensi pada rentang 10 kHz -1 MHz. Permitivitas dielektrik (riil dan imajiner), impedansi, dan loss tangent ditentukan sebagai fungsi frekuensi. Permitivitas dielektrik (riil dan imajiner) menurun sangat cepat hingga frekuensi 200 kHz kemudian mulai konstan pada frekuensi diatas 200 kHz. Nilai permitivitas dielektrik riil, dielektrik imajiner dan loss tangent tertinggi berturut-turut adalah 456,0 1259,8 dan 2,8 untuk CoFe2O4@ZnO pada frekuensi 10 kHz. Nilai impedansi tertinggi yaitu pada variasi rasio molar 1:3 pada frekuensi 10 kHz sebesar 407,2. Permitivitas dielektrik (riil dan imajiner) cenderung meningkat dengan meningkatnya konsentrasi ZnO. Peningkatan konsentrasi ZnO menyebabkan energy celah pita menurun dari 3,48 eV hingga 3,40 eV.

ABSTRACT Core-shall magnetic nanoparticles CoFe2O4@ZnO have been synthesized using co-precipitation methods with variations in molar ratio (1:2, 1:3 1:4 and 1:5). XRD analysis shows the formation of a cubic structure of ferrite spinels with various particle sizes of 9,2; 9,8; 9,9; 9.2 nm and a single CoFe2O a particle size of 9.9 nm. The size of nanoparticle crystallite increases with increasing concentrations of ZnO. The core-shall nanoparticle lattice parameter CoFe2O4@ZnO with molar variations (1:2, 1:3, 1:4 and 1:5) respectively is 8.15; 8,14; 8,15; 8,15 Ã and for CoFe2O singles of 8,21 Ã . The dielectric properties of all samples were measured using computerized impedance spectroscopy with frequency generator in the range of 10 kHz-1 MHz. Dielectric permitivity (real and imaginary), impedance, and tangent loss are determined as frequency functions. The dielectric permitivity (real and imaginary) decreases very rapidly to a frequency of 200 kHz then begins to constantly at frequencies above 200 kHz. The highest gross, imaginary dielectric and tangent loss permitivity values were 456,0; 1259,8 and 2.8 for CoFe2O4@ZnO at a frequency of 10 kHz. The highest impedance value is the 1:3 molar ratio variation at a frequency of 10 kHz of 407,2. Dielectric permitivity (real and imaginary) tends to increase with increased concentrations of ZnO. Increased concentration of ZnO led to decreased energy gap from 3.48 eV to 3.40 eV.

Kata Kunci : nanopartikel magnetik, core-shall CoFe2O4@ZnO, permitivitas dielektrik, struktur kristal, energy gap