STUDI PENGARUH STRUKTUR KRISTAL DAN UKURAN BUTIR PARTIKEL TERHADAP SIFAT DIELEKTRIK NANOPARTIKEL MAGNESIUM FERRITE (MgFe2O4)

ARYA DIRGANTARA, Dr. edi suharyadi., M.Eng

2015 | Tesis | S2 Ilmu Fisika

Telah dilakukan sintesis nanopartikel Magnesium Ferrite (MgFe2O4) dengan hasil ukuran partikel 2,1 nm, 6,4 nm, 6,5 nm, 7,8 nm, dan 10,7 nm yang dibuat dengan metode kopresipitasi yang hasilnya kemudian dicetak menjadi keping. Penentuan permitivitas dielektrik dilakukan dengan menggunakan sistem spektroskopi impedansi terkomputerisasi pada rentang frekuensi tegangan masukan 10-120 kHz. Hasil pengukuran menunjukkan bahwa permitivitas dielektrik riil, imajiner, dan loss tangent mengalami penurunan dan cenderung konstan (~80 kHz) dengan bertambahnya frekuensi, impedansi (Z) mengalami kenaikan dengan bertambahnya frekuensi. Peninjauan juga dilakukan pada ketergantungan sifat dielektrik terhadap struktur kristal yang meliputi derajat kristalinitas, parameter kisi, dan ketidakmurnian sampel. Secara keseluruhan, pada rentang ukuran butir 2,1-10,7 nm nilai permitivitas dielektrik riil, imajiner, dan loss tangent mengalami penurunan sedangkan impedansi (Z) mengalami kenaikan dengan meningkatnya ukuran butir. Sampel yang memiliki sifat dielektrik yang paling tinggi adalah sampel yang memiliki ukuran butir partikel 10,7 nm dengan nilai permitivitas dielektrik riil sebesar 499,5; imajiner 363,1; loss tangent 0,7; dan impedansi 137,4 kilo ohm pada frekuensi 10 kHz. Hasil yang didapat dari penentuan permitivitas dielektrik sesuai dengan teori yang ada. Kata-kata kunci : Nanopartikel MgFe2O4, permitivitas dielektrik, ukuran butir, dan struktur kristal.

Magnesium Ferrite (MgFe2O4) has been synthesized with result size of particles of 2.1 nm, 6.4 nm, 6.5 nm, 7.8 nm, and 10.7 nm by using co-precipitation methods then the result was pressed to be pellets. The dielectric permittivity determining is applied by using computerized impedance spectroscopy system in the range of input frequency 10-120 kHz. The result shows that real dielectric permittivity, imaginary dielectric permittivity, and loss dielectric decreases and tend to constant (~80 kHz) by the increasing of frequency, impedance (Z) increases by the increasing of frequency. The dielectric properties dependence on the crystal structure is also investigated, it is consist of degree of crystallinity, lattice parameter, and the impurities of the sampel. Overall, in the range of grain size 2.1-10.7 nm the real dielectric permittivity, imaginary dielectric permittivity, and loss tangent decreases with increasing grain size. Sample with the best dielectric properties is sample with grain size of 10.7 nm with real dielectric permittivity 499.5; imaginary 363.1; loss tangent 0.7; and impedance 137.4 kilo ohm on frequency 10 kHz. The result of dielectric permittivity determining suits theory. Key words: MgFe2O4 nanoparticles, dielectric permittivity, grain size, and crystal structure.

Kata Kunci : Nanopartikel MgFe2O4, permitivitas dielektrik, ukuran butir, dan struktur kristal.