18
average freq
0.00000 0.02000
0.04000 0.06000
0.08000 0.10000
0.12000 0.14000
80 100
120 140
160 180
200 220
240 260
280 300
average frek
4.3 Pengukuran konduktivitas σ dan
suhu kritis Tc
Suhu kritis merupakan sifat intrinsik dari superkonduktor dimana tidak akan
banyak berubah dengan berbagai macam metode pembuatan sampel. Dari hasil
pengukuran konduktivitas dapat dilihat bahwa nilai konduktivitas yang secara tajam
melonjak pada suhu 100 K yang berarti pada suhu
itulah terjadinya
fenomena superkonduktor. Suhu 100 K itulah yang
didapat sebagai
suhu kritis
Tc superkonduktor.
Gambar 19 menunjukkan kenaikan konduktivitas
sampel YBCO
ketika diturunkan suhunya sampai temperatur 100
K. Ada hubungan erat antara suhu dan nilai konduktivitas cuplikan. Pada suhu semakin
rendah nilai konduktivitasnya semakin meningkat, hal ini menunjukkan
karakteristik
dari superkonduktor.
Peningkatan nilai konduktivitas ini terjadi karena cuplikan mengarah pada suhu
kritisnya, dimana pada suhu kritis maka resistansi superkonduktor adalah mendekati
nol sehingga tercapai konduktivitas maksimumnya sebesar 0,00042 Scm..
Dari hasil pengukuran konduktivitas, terlihat bahwa sampel YBCO menunjukkan
perilaku superkonduktif ρ = 0 pada suhu
TTc, sampel kembali normal saat TTc. Panjang rantai ikatan Cu2-O3 ditentukan
sebagai selisih dari hasil perkalian fraksi kordinat atom z dengan besarnya
parameter kisi, c. Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan tentang
hubungan panjang rantai ikatan d dengan Tc, diketahui semakin besar harga d, Tc
semakin menurun dari majalah : Neutron News, 1990.
Gambar 19. Konduktivitas sampel YBCO pada rata-rata frekuensi
4.3 Uji struktur mikro dengan SEM dan MO
Pemeriksaan struktur mikro mempunyai peranan penting dalam pengujian bahan,
karena bentuk struktur pada dasarnya menentukan sifat fisik, mekanis, kimia dan
termal bahan. Dengan demikian melalui pengamatan terhadap struktur bahan dapat
ditentukan tentang bidang patah, pemisahan, inklusi, pori-pori dan arah retak.
Gambar hasil pengukuran struktur mikro permukaan
cuplikan dengan
SEM ditunjukkan pada gambar 20, 21, 22 dengan
masing-masing perbesaran 1000x, 3000x dan 5000x. Terlihat jelas bahwa cuplikan
superkonduktor YBCO-123 memperlihatkan struktur mikro yang rapat, fine-grined dan
terdistribusi secara acak dengan ukuran butir 10 µm.
Pada sampel cuplikan SEM dengan ketiga perbesaran tersebut juga dapat
diamati bahwa sampel YBCO produk evaporasi memperlihatkan mikrostruktur
yang rapat dense microstructure ini dikarenakan
tingkat kehomogenitasan
superkonduktor YBCO hasil evaporasi sangat baik.
Pada ketiga gambar cuplikan sampel diatas terlihat grain allignment yang tidak
sempurna, terlihat pula batas butir yang lebih banyak, hal ini kemungkinan
disebabkan laju pendinginan yang cepat
sehingga sampel
belum terorientasi
sempurna. Perbedaan kemampuan sampel
19
dalam mengantarkan konduktivitas tanpa resistansi ini tidak hanya diakibatkan oleh
perubahan struktur mikronya akan tetapi juga oleh terjadinya penumbuhan fasa non
superkonduksi, yang mana fasa ini dapat mempercepat
terjadinya pemecahan
pasangan cooper break pair. Pada kurva kandungan bahan pada
gambar 23 dalam cuplikan SEM YBCO dapat diketahui jumlah kandungan atom-
atom pembentuk superkonduktor YBCO sudah mendekati fase superkonduktor ideal
YBa
2
Cu
3
O
7-x
.
Gambar 20. Struktur mikro YBCO sampel perbesaran SEM 1000x.
Gambar 21. Struktur mikroYBCO sampel perbesaran SEM 3000x.
Gambar 22. Struktur mikro YBCO sampel perbesaran SEM 5000x.
Gambar 23. Kurva hasil EDX YBCO Gambar hasil pengukuran struktur mikro
YBCO pada
bagian permukaan
menggunakan mikroskop optik masing- masing dengan perbesaran 100x dan 200x
ditunjukkan oleh gambar 24 dan 25.
Gambar 24. Struktur mikro sampel YBCO perbesaran MO 100x
20
.Gambar 25. Struktur mikro sampel YBCO perbesaran MO 200x
Gambar 24 dan 25 belum menunjukkan dengan jelas struktur mikro dari YBCO.
Terlihat ada beberapa celah pada bagian permukaan yang melintang pada sampel.
Pada gambar tersebut terlihat matrix-matrix penyusun dengan warna hitam dan putih
menyelimuti hampir seluruh bagian cuplikan superkonduktor
yang mengindikasikan
kehomogenitasan unsur-unsur pembentuk superkonduktor sudah tinggi.
V. KESIMPULAN DAN SARAN
