BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Lantanum Manganat
Lantanum manganat, La
1-x
A
x
MnO
3
, dapat dianggap sebagai sistem biner yang terdiri dari larutan padat LaMnO3 dan AMnO3, untuk x = 0 dan x = 1. G.H
Jonker dan J.H Van Saten [14] adalah pelopor penelitian bahan perovskite pada tahun 1950, dengan menerbitkan kilasan dari sistem biner bahan perovskite
seperti LaMnO
3
– CaMnO
3
, LaMnO
3
– SrMnO
3
, dan LaMnO
3
– BaMnO
3
.
2.1.1. Struktur Kristal Lantanum Manganat
Struktur kristal lantanum manganat merupakan turunan dari struktur perovskite
, yang memiliki formula umum ABO
3
. Gambar 2.1 menunjukkan struktur perovskite kubik yang ideal. Dalam lantanum manganat kedudukan A
diisi oleh ion La
3+
dan jika x0 maka disubstitusi kation Ca
2+
, Sr
2+
, Ba
2+
, dan lain-lain. Sedangkan kedudukan B diisi oleh ion Mn.
Gambar 2.1. Struktur perovskite ideal [15]
Kestabilan struktur perovskite tergantung pada ukuran ion kedudukan A dan B. Jika ada ketidakcocokan antara ukuran ion kedudukan A dan B dalam kisi
dimana mereka berada maka stuktur perovskite akan mengalami distorsi. Goldschmidt
[16] mendefinisikan faktor toleransi sebagai berikut
2.1
Dengan r
A
dan r
B
adalah jari-jari ion kedudukan A dan kedudukan B, secara bertuturut-turut., dan r
O
adalah jari-jari ion oksigen. Struktur perovskite kubik yang ideal didapatkan jika harga t=1.
.Norby dkk [17] melaporkan bahwa material dasar dari lantanum manganat, LaMnO
3
, memiliki struktur ortorombik pada suhu ruang. Berbeda halnya dengan lanthanum manganat yang telah didoping oleh ion lain,
strukturnya tergantung dari ion dopingnya, variasi konsentrasi ion doping, temperatur, dan lain-lain. Untuk La
1-x
Sr
x
MnO
3
ketika harga x sekitar 0,1 memiki struktur ortorombik namun saat x=0,175 memiliki struktur rombohedral
[18]. Ju
dkk [19] memperoleh struktur La
0,62
Ba
0,38
MnO
3
adalah kubik dengan parameter kisinya 3,906 Å. Pada penelitian lain yang dilakukan oleh Sergei [20]
La
1- x
Ba
x
MnO
3
, saat 0≤x≤0,05 memiliki struktur ortorombik, saat 0,1≤x≤0,β5 strukturnya rombohedral s
edangkan saat 0,β7≤x≤0,5 strukturnya kubik. Transformasi fasa struktur ini biasanya disertai dengan perubahan fasa magnetik
dan elektriknya.
2.1.2. Sifat Magnetik Lantanum Manganat
Karakteristik mendasar dari manganat dengan valensi campuran adalah hubungan yang dekat antara transport elektronik dan kemagnetan. Ciri utamanya
adalah transisi simultan dari antiferomagnetik dengan sifat isolator ke feromagnetik dengan sifat konduktor akibat adanya substitusi pada kedudukan A.
Teori dasar dari fenomena ini telah dikemukan oleh Zener tahun 1951 [21] , yang
memperkenalkan konsep double exchange, yaitu terjadi karena transfer elektron yang bergantung pada spin dari ion Mn
3+
ke Mn
4+
pada tetangga terdekat melalui ion O
2-
. Teori ini selanjutnya diperbarui oleh Anderson dan Hasegawa tahun 1953 [22] dan de Gennes tahun 1960
[23] yang melibatkan distorsi Jahn-Taller.
Schiffer dan Ramirez [24] pada tahun 1995 melakukan penelitian tentang
diagram fase magnetik dari La
1-x
Ca
x
MnO
3
dengan variasi konsentrasi 0≤x≤1 Gambar 2.2. Ketika x=0 dan x=0,1 bahan bersifat feromagneti isolator pada
temperature rendah dengan temperature Currie sekitar 160K. Diantara x=0,2 dan x=0,45 bahan bersifat feromagnetik logam dan menunjukkan fenomena colossal
magnetoresistance CMR. Untuk x lebih besar dari 0,45 bahan bersifat
antiferomanetik isolator.
Gambar 2.2. Diagram fase La
1-x
Ca
x
MnO
3
[24]
Penelitian diagram fase magnetik La
1-x
Ba
x
MnO
3
Gambar 2.3 dilakukan oleh Ju dkk
[19]. Sampel keramik padatan La
1-x
Ba
x
MnO
3
x=0; 0,06; 0,13; 0,19; 0,25; 0,31; 0,38; 0,44; 0,5; 0,63; 0,75; 0,88; 1,0 dibuat dengan metode solid state
reaction. Bahan La
2
O
3
, BaCO
3
, dan MnCO
3
dicampur selanjutnya dipanaskan pada suhu 1100
o
C-1300
o
C kemudian dikalsinasi pada suhu 1400
o
C-1550
o
C. Sifat magnetic dikarakterisasi dengan menggunakan SQUID superconducting quantum
interference device. Ditemukan bahwa bahan bersifat feromagnetik untuk seluruh harga x, namun terdapat tiga fase. Untuk wilayah konsentrasi doping yang rendah
bahan bersifat feromagnetik isolator , wilayah 0,β≤x≤0,5 bahan bersifat
feromagnetik logam, sedangkan untuk konsentrasi doping yang tinggi bahan bersifat feromagnetik dengan multiphase.
Gambar 2.3. Diagram fase La
1-x
Ba
x
MnO
3
[19]
Urushibara dkk [18] pada tahun 1995 melakukan pendopingan Sr terhadap LaMnO3, ketika doping Sr kecil bahan bersifat isolator. Saat x mencapai
titik kritis yakni sekitar 0,17 bahan bersifat metalik diserta dengan munculnya sifat feromagnetik. Digram fase dari La
1-x
Sr
x
MnO
3
dapat dilihat pada Gambar 2.4.
Gambar 2.4. Diagram fase La
1-x
Sr
x
MnO
3
[18]
2.1.3. Sifat Absorbsi Gelombang Elektromagnet Lantanum Manganat
Kategori