DISERTASI dan TESIS Program Pascasarjana UM, 2019

Ukuran Huruf:  Kecil  Sedang  Besar

’’Sintesis dan Karakterisasi Mikrostruktur, Resistivitas, Band Gap Senyawa ZnxSy dan La2-xSrxNiO4

Kusumawati Astrini Dewi

Abstrak


ABSTRAK

Kusumawati, Astrini Dewi. 2018. ’’Sintesis dan Karakterisasi Mikrostruktur, Resistivitas, Band Gap Senyawa ZnxSy dan La2-x SrxNiO4’’. Tesis, Program Studi Magister Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Malang.  Pembimbing: (1) Dr. Markus Diantoro, M.Si., (2) Dr. Nandang Mufti, S.Si, M.T.

 

Kata Kunci: band gap, La2-x SrxNiO4, mikrostruktur, resistivitas, ZnxSy

Padatnya populasi penduduk Indonesia menyebabkan peningkatan kebutuhan energi. Selain sumber energi non terbarukan, terdapat sumber - sumber energi terbarukan di Indonesia yang hingga saat ini masih dikembangkan. Sehingga dibutuhkan sumber energi yang murah, ramah lingkungan, dan berkelanjutan sebagai sumber energi terbarukan. Teknologi termoelektrik dapat mengkonversi sumber panas yang berasal dari tumbuhan, pabrik, kendaraan bermotor, komputer bahkan tubuh manusia menjadi energi listrik menggunakan efek Seebeck. Teknologi ini memiliki manfaat yaitu tidak adanya racun/zat buang, skalabilitas yang luas, bebas operasi perawatan dan operasi yang reliabel dalam waktu yang lama. Effisiensi termoelektrik bergantung dari nilai figure of merit (ZT) yang dirumuskan dengan: ZT=α^2 σT/κ, dengan α = koefisien Seebeck,  = konduktivitas listrik,   = konduktivitas termal, dan α2 = power factor. Bi2Te3 merupakan bahan termoelektrik terbaik pada suhu ruang. Tetapi, Tellurium (Te) adalah unsur yang langka dan beracun, sehingga bahan alternatif harus dikembangkan untuk menggantikan senyawa Bi2Te.

Upaya eksplorasi senyawa baru yang sederhana dan memiliki potensi termoelektrik terus dilakukan. Dua senyawa lama namun dipelajari kembali adalah senyawa ZnxSy dan La2-xSrxNiO4. Senyawa non stoikiometri ZnxSy masih mungkin untuk disintesis dengan berbagai metode. Senyawa nonstoikiometri ini diharapkan menghasilkan senyawa turunan baru dan mungkin belum ada dalam database yang memiliki potensi sifat termoelektrik

Tahapan sintesis polikristal ZnxSy dengan metode modified solid state sintering dan La2-xSrxNiO4 dengan metode solid state sintering diawali dengan penimbangan bahan sesuai stokiometri, kemudian dilakukan penggerusan agar bahan menjadi homogen. Pembentukan fasa kristalin adalah dengan disintering pada suhu 140oC selama 20 jam untuk sampel ZnxSy dan suhu 1250 oC selama 30 jam untuk sampel La2-xSrxNiO4. Tahapan selanjutnya adalah pencetakan sampel dengan dies agar menjadi pellet untuk memudahkan proses karakterisasi. Karakterisasi X-Ray Diffractometer (XRD) untuk mengetahui fase, parameter kisi, ukuran butir dan kristalinitas. Untuk mengetahui nilai resistivitas listrik dilakukan karakterisasi I-V meter 2 probe, sedangkan dan karakterisasi dengan spektrofotometer UV-Vis dilakukan untuk mengetahui nilai band gap.

 

Senyawa non stoikiometri ZnxSy fase tunggal tidak terbentuk. Senyawa yang terbentuk terdiri atas Zn = 68%, S = 30%, dan ZnS Wurtzite = 10%. Senyawa komposit ZnS, Zn memiliki  = 1,6 x 108 dan band gap 3,03 eV. Penambahan Stronsium tidak mengubah struktur La2-xSrxNiO4 secara umum, tetapi menyebabkan penurunan resistivitas listrik dan penurunan nilai band gap.