Uji Sifat Kristal Dan Analisis Konstanta Pegas Bahan Bao, Sro Dan Tio2.

UJI SIFAT KRISTAL DAN ANALISIS KONSTANTA
PEGAS BAHAN BaO, SrO DAN TiO2

BENI SANIGRAHA

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2016

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Uji Sifat Kristal dan
Analisis Konstanta Pegas Bahan BaO, SrO dan TiO2 adalah benar karya saya
dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun
kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip
dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah
disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir
tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.

Bogor, April 2016
Beni Sanigraha
NIM G751130171

RINGKASAN
BENI SANIGRAHA. Uji Sifat Kristal dan Analisis Konstanta Pegas Bahan BaO,
SrO dan TiO2. Dibimbing oleh IRZAMAN dan IRMANSYAH.
Senyawa barium oksida (BaO), stronsium oksida (SrO) dan titanium
dioksida (TiO2) adalah bahan dasar pembentuk material elektronik barium
strontium titanat (BaxSrx-1TiO3). Ikatan pada molekul dapat dipandang sebagai
sebuah sistem massa tereduksi yang dihubungkan oleh ikatan dengan sifat seperti
pegas. Interaksi radiasi inframerah dengan material dapat dipahami dalam istilah
perubahan dipole molekular yang terkait dengan vibrasi pegas ikatan molekular.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menganalisis struktur kristal dan konstanta
pegas gaya ikatan senyawa barium oksida, stronsium oksida dan titanium dioksida.
Penelitian ini menggunakan bahan barium oksida (99.5%), stronsium oksida
(99.5%) dan titanium dioksida (99%). Penentuan struktur kristal dilakukan dalam
dua tahap, yaitu tahap pertama adalah menduga stuktur geometri dengan
menghitung jari-jari ionik Tahap selanjutnya adalah karakterisasi menggunakan
XRD dengan radiasi pada 40 kV dan 30 mA, target Cu-Kα ( =1.5406 Ǻ), dengan

jangkauan sudut 10o-80o menggunakan step 0.02o. Data diolah menggunakan
metode Cohen dan Cramer hasilnya digunakan untuk menentukan indeks Miller
dan parameter kisi dari struktur kristal material tersebut. Karakterisasi gugus
fungsi menggunakan data spektroskopi Fourier Transform Infrared (FTIR)
dengan bilangan gelombang dari 400 - 4000 cm-1. Konstanta gaya pegas ikatan
senyawa didapat dari persamaan hukum Hooke dan Morse untuk vibrasi
anharmonik.
Hasil karakterisasi XRD menunjukan bahwa baik barium oksida dan
stronsium oksida memiliki struktur kristal kubus dengan parameter kisi masingmasing 5.538 Ǻ dan 5.158 Ǻ. Titanium dioksida memiliki struktur kristal
tetragonal dengan parameter kisi untuk a sama dengan b yaitu sebesar 3.634 Ǻ
dan parameter kisi c sebesar 3.584 Ǻ, dengan rasio c/a sebesar 0.986. Hasil
karakterisasi FTIR menunjukan bahwa konstanta gaya pegas barium oksida,
stronsium oksida dan titanium dioksida masing-masing secara berurutan adalah
889, 595 dan 687 N.m-1.
Kata kunci: barium oksida, FTIR, konstanta pegas, metode Cramer, metode
Cohen, stronsium oksida, titanium dioksida, XRD

SUMMARY
BENI SANIGRAHA. A test on Crystal Characteristics and an Analysis of the
Spring Constant of BaO, SrO and TiO2. Supervised by IRZAMAN and

IRMANSYAH.
Barium oxide (BaO), strontium oxide (SrO) and titanium dioxide (TiO2)
which are basic materials of barium strontium titanat (BaxSrx-1TiO3) electronic
material. The bond in the molecul can be considered as a reduced mass system
connected by a spring characteristics. The interaction between the infrared
radiation with the material can be understood in a term of molecular dipole
charges connected with molecular bond spring vibration. The aim of the reaserch
is to analyzed the crystal structure and the force constant of the bonding of barium
oxide, strontium oxide and titanium dioxide.
The research used barium oxide (99.5%), strontium oxide (99.5%) and
titanium dioxide (99%). The crystal structure decision has been done in two steps.
The first step was guessing the geometrical structure by calculating the ionic radi.
The next one was characterizing using XRD with the radiation on 40 kV and 30
mA, target Cu-Kα ( =1.5406 Ǻ), with 10o-80o angle using 0.02o step. The data was
analyzed using Cohen and Cramer method. The result was used to decide the
Miller index and lattice parameter from the materials crystal structure. The
characterization of functional groups was done by using FTIR spectroscopy data
with the vibration spectrum from 400-4000 cm-1. The force constant of the
element bond was taken from the equation of Hooke and Morse for unharmonic
vibration.

The result on XRD characterization showed that both barium oxide and
strontium oxide have cubical structure with each lattice parameter is 5.538 Ǻ and
5.158 Ǻ respectively. The titanium dioxide has tetragonal structure with its lattice
parameter for a is equal to b which is 3.634 Å and c is 3.584 Å with 0.986 c/a
ratio. FTIR characterization result showed that the force constant of barium
oxide, strontium oxide and titanium dioxide were 889, 595 and 687 N.m-1
respectively.
Keywords: barium oxide, Cohen method, Cramer method, force constant, FTIR,
strontium oxide, titanium dioxide, XRD

© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2016
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB

UJI SIFAT KRISTAL DAN ANALISIS KONSTANTA
PEGAS BAHAN BaO, SrO DAN TiO2

BENI SANIGRAHA

Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada
Program Studi Biofisika

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2016

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang
dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Agustus 2014 sampai

dengan Maret 2015 ini ialah konstanta pegas, dengan judul Uji Sifat Kristal dan
Analisis Konstanta Pegas bahan BaO, SrO dan TiO2. Penulis mengucapkan terima
kasih pada semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian karya ilmiah
ini. Ucapan terima kasih disampaikan kepada:
1. Dr Ir Irzaman, MSi dan Dr Ir Irmansyah, MSi sebagai komisi pembimbing
yang telah memberikan bimbingan dan arahan kepada penulis.
2. Dr rer. nat. Hendradi Hardhienata, MSi sebagai penguji luar komisi
pembimbing yang telah memberikan arahan, saran dan perbaikan kepada
penulis.
3. Dr Mersi Kurniati, MSi selaku ketua program studi Biofisika yang telah
memberikan arahan, saran dan perbaikan kepada penulis.
4. Dr Akhirudin Maddu, MSi selaku ketua departemen fisika yang telah
banyak membantu selama penulis terdaftar sebagai mahasiswa
pascasarjana program studi Biofisika.
5. Bapak Firman, Junaedi dan Ibu Wahyu yang telah membantu administrasi
selama penulis berada di Departemen Fisika.
6. Aa H. Kosim Faruq dan Teteh Hj. Noneng Halimah, istri Yeyet Nurhayati,
anak-anak Nisrina Kholilah Sanigraha, Siti Humairoh Sanigraha, Mahfud
Sidiq Sanigraha, atas doa dan kasih sayangnya selama penulis studi.
7. Ade Kurniawan, Johan Iskandar, La Isa, M Dahrul, Aminullah, Ridwan,

Misbah, Aep dan Agus Ismangil selaku anggota penelitian material
elektronik dan teman seperjuangan atas doa dan dukungannya selama
penelitian.
8. Keluarga besar Biofisika angkatan 2013, ibu S. Nurma, Alfi A, Dina K,
Selfi, Jayanti DH, Firman AK, Aminah B, Yeni P, Fitri A, Marliani, Liza
M, Sari, ibu Eli AS dan Nya DM yang telah memberikan arti tersendiri di
hati penulis.
Akhir kata, penulis berharap tesis ini dapat bermanfaat bagi semua pihak
yang membutuhkan ilmu serta penerapan pembelajaran, khususnya bagi program
studi Biofisika, Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor.

Bogor, April 2016
Beni Sanigraha

DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL

vi

DAFTAR GAMBAR

vi

DAFTAR LAMPIRAN

vi

1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perumusan Masalah
Tujuan Penelitian
Manfaat Penelitian
Ruang Lingkup Penelitian

1
1
2
2
2
2

2 TINJAUAN PUSTAKA

2

3 METODE
Waktu dan Tempat
Bahan dan Alat
Prosedur Penelitian
Analisis Data

7
7
7
7
7

4 HASIL DAN PEMBAHASAN

8

5 SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran

15
15
15

DAFTAR PUSTAKA

15

LAMPIRAN

20

RIWAYAT HIDUP

42

DAFTAR TABEL
1. Nilai bilangan gelombang spectrum FTIR yang terdeteksi dari
barium oksida (S1), stronsium oksida (S2) dan titanium dioksida
(S3)
2. Frekuensi dan konstanta gaya harmonik (hasil uji FTIR)
3. Nilai bilangan gelombang , konstanta anharmonik dan konstanta
gaya ikatan (hasil uji FTIR) dengan mengasumsikan proses
stretching asimetri

13
13
14

DAFTAR GAMBAR
1. Pola difraksi sinar-X (Septiani, 2015)
2. Vibrasi regangan (Stretching vibration) (Nofitri, 2014)
3. Vibrasi bengkokan (Bending vibration) (Nofitri, 2014)
4. Model anharmonik sederhana (Banwel , 1978)
5. Spektra XRD sampel barium oksida
6. Spektra XRD sampel strosium oksida
7. Spektra XRD sampel titaium dioksida
8. Spektra FTIR sampel barium oksida
9. Spektra FTIR sampel stronsium oksida
10. Spektra FTIR sampel titanium dioksida

3
5
5
6
9
9
10
11
12
12

DAFTAR LAMPIRAN
1. Menduga struktur kristal dengan menghitung rasio jari-jari ionik
atom kecil dengan jari-jari atom besar
2. Perhitungan parameter kisi dan indeks Miller
3. Perhitungan Konstanta Pegas
4. Keadaan ketika molekul dianggap osilasi harmonik sederhana pada
keadaan dua molekul terikat atau diatomik
5. Keadaan ketika molekul dianggap osilasi harmonik sederhana pada
keadaan tiga molekul terikat atau triatomik
6. Keadaan ketika molekul dianggap osilasi anharmonik sederhana

21
23
31
37
39
41

1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Senyawa barium oksida (BaO), stronsium oksida (SrO) dan titanium
dioksida (TiO2) adalah bahan dasar pembentuk material elektronik barium
strontium titanat (BaxSrx-1TiO3), sering disingkat BST. Material ini merupakan
objek penelitian yang unik dan menarik karena polasisasi spontan dan Ba/Sr dapat
dipertukarkan (Irzaman, 2013). Pengembangan material elektronik BST terjadi
sangat pesat untuk berbagai tujuan, antara lain untuk sensor cahaya (Iskandar et
al.2015; Novianty et al., 2010), sensor suhu (Kurniawanet al. 2015; Siskandar et
al., 2013), sensor infra merah (Ismangil et al,. 2015), sel surya (Irzaman et al.,
2015; Nuayi et al., 2014) dan untuk DRAM (Uchino, 2000). BST merupakan
material elektronik komposit (Iskandar et al., 2015).
Dalam mensintesis senyawa-senyawa baru seperti komposit perlu
diperhatikan faktor-faktor sebagai berikut; (1) pencarian reaksi-reaksi baru, (2)
modus ikatan, dan (3) struktur yang unik untuk memperoleh sifat-sifat senyawa
yang diharapkan (Ismunandar, 2004). Untuk itu dalam mengembangan BST,
faktor-faktor tersebut juga diperhatikan.
Struktur BST memiliki struktur perovskite dengan formula ABO3 yang
merupakan kombinasi dua material perovskite barium titanat (BTO) dan
stronsium titanat (STO) (Zhibin Y, 2012). Kedudukan A pada kisi ABO3 dibagi
bersama antara ion Ba2+ dan Sr2+. Barium atau stronsium berikatan tunggal
dengan dua buah oksigen yang keduanya berikatan tunggal dengan titanium yang
memiliki ikatan rangkap dengan sebuah oksigen yang lain (Irzaman, 2013).
Ikatan pada molekul dapat dipandang sebagai sebuah system massa
tereduksi yang dihubungkan oleh ikatan dengan sifat seperti pegas. Interaksi
radiasi inframerah dengan material dapat dipahami dalam istilah perubahan dipole
molekular yang terkait dengan vibrasi pegas ikatan molekular ini. Salah satu
teknik spektroskopi inframerah adalah FTIR. Spektroskopi FTIR dapat
mengidentifikasi kandungan gugus kompleks dari vibrasi molekulnya. Sebuah
molekul dimana kekuatan (stiffness) ikatan ini dapat dikarakterisasikan oleh suatu
konstanta pegas (k) yang diturunkan dari hukum Hooke dan Morse untuk vibrasi
anharmonik (Jatmiko et al. 2008; Sastrohamidjojo 2001). Beberapa molekul
seperti HF, HCl, CO, dan NO memiliki konstanta gaya pegas sebesar 966, 516,
1902 dan 1595 N.m-1 (Banwel, 1994). Konstanta pegas senyawa lainnya seperti
C-O, C-C, C-N, C=C, C=O, CΞC, C-D, C-H dan O-H sebesar 500, 450, 490, 970,
1210, 1560, 500, 500 dan 700 N.m-1 (Silverstein, 2005). Aminullah (2015)
melaporkan konstanta pegas Si-O dari gugus fungsi Si-O-Si sebesar 1030.531
N.m-1.
Namun demikian penelitian yang berkaitan dengan analisis konstanta gaya
pegas ikatan senyawa barium oksida (BaO), stronsium oksida (SrO) dan titanium
dioksida (TiO2) belum banyak dilakukan.

2
Perumusan Masalah
Bagaimanakah sifat kristal dan konstanta pegas dari bahan barium oksida
(BaO), stronsium oksida (SrO) dan titanium dioksida (TiO2).
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi sifat kristal dan menentukan
konstanta pegas dari bahan barium oksida (BaO), stronsium oksida (SrO) dan
titanium dioksida (TiO2).
Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah diperolehnya konstanta
pegas dari bahan barium oksida (BaO), stronsium oksida (SrO) dan titanium
dioksida (TiO2) serta sifat kristalnya, akan memberikan informasi penting bagi
peneliti dalam fabrikasi BST dimasa mendatang dalam upaya membuat komposisi
material elektronik yang tepat.
Ruang Lingkup Penelitian
Ruang lingkup penelitian ini dibatasi pada pengujian sifat kristal dengan
X-Ray Diffraction (XRD), dimana datanya dianalisis dengan metode Cohen dan
Cramer serta menggunakan analisis data spektroskopi Fourier Transform Infrared
(FTIR) untuk mengamati spectrum vibrasi yang merupakan data untuk
menganalisis konstanta pegas dari bahan barium oksida (BaO), stronsium oksida
(SrO) dan titanium dioksida (TiO2).

2 TINJAUAN PUSTAKA
Barium Oksida (BaO)

Barium oksida (BaO) merupakan senyawa padat berwarna putih,
higroskopik, berat molekul 153.326 g.mol-1, jari-jari ion Ba2+ dan O2- adalah 1.35
dan 1.39 Å, memiliki bilangan koordinasi delapan dan struktur kristal kubus cF8
dengan konstata kisi a=b=c=3.9 Å (Emmez, 2011)
Stronsium Oksida (SrO)

Stronsium oksida (SrO) merupakan senyawa padat berwarna putih,
higroskopik, berat molekul: 103.62 g.mol-1, jari-jari ion Sr2+ dan O2- adalah 1.18
dan 1.39 Å, memiliki bilangan koordinasi delapan dan struktur kristal kubus
dengan konstata kisi a=b=c=5.144 Å .

3
Titanium Dioksida (TiO2)

Titanium dioksida (TiO2) merupakan senyawa padat berwarna putih,
higroskopik, berat molekul: 79.866 g.mol-1, jari-jari ion Ti4+ dan O2- adalah 0.65
dan 1.39 Å, memiliki bilangan koordinasi enam dan struktur kristal tetragonal
dengan konstata kisi a=b=3.7692; c=9.1870 Å; c/a=2.437 (Karabay et al., 2012).
Karakterisasi X-Ray Diffraction (XRD)

Struktur kristal dipelajari menggunakan metode X-ray diffraction (XRD).
Orde panjang gelombang sinar-X hampir sama dengan jarak antar atom pada
kristal, maka sinar-X dapat didifraksi oleh kristal. Pola difraksi sinar-X muncul
akibat hamburan atom-atom yang terletak pada bidang hkl dalam kristal dan pola
intensitas difraksi mengandung informasi penting mengenai struktur kristalografi
suatu bahan. Metode karakterisasi dengan XRD didasari sifat difraksi sinar-X
yang dijelaskan dalam hukum Bragg.

Gambar 1 Pola difraksi sinar-X (Septiani, 2015)
Cahaya pada panjang gelombang ( ) (Cu = 1.50546 Å) dihamburkan saat
melewati kisi kristal dengan sudut datang (θ) dan jarak antar bidang sebesar (d).
Metode difraksi sinar-X adalah salah satu cara untuk mempelajari keteraturan
atom atau molekul dalam suatu struktur tertentu. Jika struktur atom atau molekul
tertata secara teratur membentuk kisi, maka radiasi elektromagnetik pada kondisi
eksperimen tertentu akan mengalami penguatan. Pengetahuan tentang kondisi
eksperimen itu dapat memberikan informasi yang sangat penting tentang penataan
atom atau molekul dalam suatu struktur. Sinar-X dapat terbentuk bilamana suatu
logam sasaran ditembaki dengan berkas elektron berenergi tinggi. Dalam
eksperimen digunakan sinar-X yang monokromatis. Kristal akan memberikan
hamburan yang kuat jika arah bidang kristal terhadap berkas sinar-X (sudut)
memenuhi persamaan : 2d sin θ = n ; d jarak antar bidang dalam kristal (cm) , θ
sudut difraksi ( ° ), n orde (0,1,2,3,...) dan panjang gelombang (Cu = 1.50546 Å)
(Cullity, 1956). Berdasarkan teori difraksi, sudut difraksi untuk data yang
diperoleh dari metode karakteristik XRD bergantung kepada lebar celah kisi
sehingga mempengaruhi pola difraksi. Intensitas cahaya difraksi bergantung dari
berapa banyak kisi kristal yang memiliki orientasi yang sama. Metode ini dapat
digunakan untuk menentukan struktur kristal, parameter kisi, derajat kristalinitas
dan fase yang terdapat dalam suatu sampel. Untuk mencari parameter kisi dapat

4
menggunakan metode cohen. Metode ini sangat akurat karena kesalahan
sistematis tereliminasi oleh pemilihan fungsi ekstrapolasi yang tepat dan
kesalahan acak dikurangi dengan metode kuadrat terkecil (Hikmah, 2013).
Struktur Kristal Ion

Kristal ionik tersusun dari ion-ion bermuatan positif dan bermuatan negatif
dimana ukuran kation dan anion berbeda. Tetapi bagaimanapun juga kita dapat
mengharapkan bahwa kedua partikel bermuatan saling berdekatan, karena pada
umumnya kita berpikir keduanya saling bersentuhan secara langsung yang mana
ruang kosongnya diisi oleh ion dengan muatan berlawanan membentuk sebuah
padatan. Ukuran nisbi (relatif) dari anion dan kation sangat penting untuk
menentukan susunan terpadat. Untuk Kristal ion, bilangan koordinasi kristal
adalah jumlah ion terdekat yang berlawanan terhadap satu ion tertentu dalam
kristal. Rasio jari-jari ion Cs+ dan Cl- adalah 0,939 dan bilangan koordinasinya
adalah delapan (Suminar, 1999), ini setara dengan ion Ba2+ dan O2- juga dengan
Sr2+ dan O2- berturut-turut 0.971 dan 0.849, dengan bilangan koordinasi delapan.
Ion Ba2+ beradi di pusat kubus dengan ion-ion O2- pada setiap sudutnya. Untuk
senyawa dengan rumus MX2 atau M2X , jumlah anion dan kation tidak sebanding
seperti halnya TiO2. Rasio jari-jari ion Ti4+ dan O2- adalah 0.467 dengan bilangan
koordinasi enam untuk Ti4+ . Pada struktur ini dua ion O2- berada di dalam sel,
dua di muka atas, dan dua di muka bawah dari sel, sedangkan ion-ion Ti4+ berada
di sudut dan di pusat sel.
Karakterisasi Fourier Transform Infra Red (FTIR)

FTIR merupakan salah satu teknik spektroskopi inframerah yang dapat
mengidentifikasi kandungan gugus kompleks tetapi tidak dapat digunakan untuk
menentukan unsur - unsur penyusunnya. Pada spektroskopi inframerah, spektrum
inframerah terletak pada daerah dengan panjang gelombang mulai dari 0.75
sampai 1000 m atau bilangan gelombang dari 1300 sampai 1 cm-1. Dilihat dari
segi aplikasi dan instrumentasi, spektrum inframerah dibagi ke dalam tiga jenis
radiasi yaitu inframerah dekat (bilangan gelombang 12800–4000 cm-1),
inframerah pertengahan (bilangan gelombang 4000–200 cm-1), dan inframerah
jauh (bilangan gelombang 200–10 cm-1). FTIR termasuk ke dalam kategori radiasi
inframerah pertengahan (bilangan gelombang 4000–200 cm-1) (Nofitri, 2014).
Setiap senyawa pada keadaan tertentu telah memilik tiga macam gerak,
yaitu gerak tanslasi, vibrasi dan rotasi.Jika molekul bergetar, maka energi vibrasi
secara terus menerus dan secara periodik berubah dari energi kinetik ke energi
potensial atau sebaliknya.Vibrasi molekul sangat khas untuk suatu molekul
tertentu dan biasanya disebut vibrasi finger print. Vibrasi molekul dapat
digolongkan atas dua golongan besar, yaitu vibrasi regangan (stretching) dan
vibrasi bengkokan (bending).
Dalam vibrasi regangan (Gambar 2), atom bergerak terus sepanjang ikatan
yang menghubungkannya sehingga akan terjadi perubahan jarak antara keduanya,
walaupun sudut ikatan tidak berubah. Vibrasi regangan ada dua macam, yaitu
Regangan Simetri (unit struktur bergerak bersamaan dan searah dalam satu bidang

5
datar) dan Regangan Asimetri (unit struktur bergerak bersamaan dan tidak searah
tetapi masih dalam satu bidang datar) (Sorrel, 1988).

Gambar 2 Vibrasi regangan (Stretching vibration) (Nofitri, 2014)
Jika sistem tiga atom merupakan bagian dari sebuah molekul yang lebih
besar, maka dapat menimbulkan vibrasi bengkokan atau vibrasi deformasi yang
mempengaruhi osilasi atom atau molekul secara keseluruhan (Gambar 3). Vibrasi
bengkokan ini menurut Sorrel (1988) terbagi menjadi empat jenis, yaitu Vibrasi
Goyangan (Rocking - unit struktur bergerak mengayun asimetri tetapi masih
dalam bidang datar), Vibrasi Guntingan (Scissoring - unit struktur bergerak
mengayun simetri dan masih dalam bidang datar), Vibrasi Kibasan (Wagging unit struktur bergerak mengibas keluar dari bidang datar), dan Vibrasi Pelintiran
(Twisting - unit struktur berputar mengelilingi ikatan yang menghubungkan
dengan molekul induk dan berada di dalam bidang datar).

Gambar 3 Vibrasi bengkokan (Bending vibration) (Nofitri, 2014)
Interaksi radiasi inframerah dengan material dapat dipahami dalam istilah
perubahan dipole molekular yang terkait dengan vibrasi dan rotasi. Sebuah
molekul dapat dipandang sebagai sebuah system massa tereduksi yang
dihubungkan oleh ikatan dengan sifat seperti pegas, dimana kekuatan ikatan dapat
dikarakterisasikan oleh suatu konstanta yaitu pegas, k diturunkan dari persamaan
Hooke (Aminullah, 2015).
Jumlah energi total adalah sebanding dengan frekuensi dan tetapan gaya dari
pegas dan massa (m1 dan m2) dari dua atom yang terikat. Energi yang dimiliki
oleh sinar infra merah hanya cukup kuat untuk mengadakan perubahan vibrasi.
Sesuai persamaan hukum Hooke dalam persamaan (1):

6

=

/

π µ

(1)

keterangan :
f : frekuensi
k : kontanta pegas
: massa tereduksi
Lampiran 4 menunjukkan analisis lengkap persamaan (1) dari dua atom yang
terikat.
Energi vibrasi osilator harmonik dari semua molekul merupakan
perhitungan dari persamaan Schrodinger :
Eᵥ = =
+ ℎ
(2)
. dengan = 0,1,2,3 ….

dengan
merupakan bilangan kuantum vibrasi. Untuk konversi ke satuan
ᵥ
sehingga εᵥ =
+
spektroskopi kita dapat tuliskan sebagai εᵥ =
.

dengan energy potensial harmonik :
=
² −
².
Persaman (2) merupakan pendekatan dari energy potensial anharmonik P. M.
Morse, (1928) :
= ₑ{ − exp a
− }²
(3)

Gambar 4 Model anharmonik sederhana (Banwel , 1978)
Kerika r → ∞ maka energy potensialnya sama dengan energi vibrasi dan ketika
energi potensialnya nol maka r = ro. Persamaan Schrodinger dapat diselesaikan
untuk persamaan Morse sehingga dihasilkan persamaan level energi osilator
anharmonik ( ᵥ) berikut (Banwel, 1978) :
=
+
− +
cm-1
(4)
.

=



−

dengan ν = 0,1,2,3,

+

cm-1

(5)

7

∆ε =
∆ε =
∆ε =

=
−

→

-1

) cm

= , ∆ = + ,

= → = , ∆ = + ,
−
) cm-1

= → = , ∆ = + ,
−
) cm-1

(6)

(7)

(8)

3 METODE
Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Fisika Elektronik Laboratorium
Material Departemen Fisika FMIPA IPB dan Laboratorium Terpadu Pusat
Penelitian dan Pengembangan Keteknikan Kehutanan dan Pengolahan Hasil
Hutan Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan Kementrian Kehutanan.
Penelitian dilaksanakan sejak bulan Agustus 2014 sampai dengan Maret 2015.

Bahan dan Alat
Untuk penelitian ini digunakan serbuk barium oxida (BaO, 99.5%),
stronsium oxida (SrO, 99.5%) dan titanium dioxida (TiO2, 99%) masing-masing
sebanyak 5 mg dianalisa dengan menggunakan difraksi sinar-X pada peralatan
XRD (Alat XRD yang digunakan Shimadzu XRD 7000). GBC Emma
menggunakan target Cu-Kα dengan panjang gelombang 1.54056 Å. Sedangkan
analisis konstanta pegas dengan penentuan gugus fungsional molekular dari
interpretasi spektrum vibrasional spektroskopi FTIR (ABB, MB300 dalam
bentuk pellet dengan KBr).
Prosedur Penelitian
Penelitian ini terdiri atas 3 tahap, yaitu (1) penyiapan sampel masing-masing
2 mg untuk FTIR dan 20 mg untuk XRD, (2) uji kristal dan penentuan gugus
fungsi diukur menggunakan XRD dan FTIR, (3) analisis data-data hasil
pengukuran.
Analisis Data
Bilangan Koordinasi
Bilangan koordinasi ditentukan dengan cara membandingkan jari-jari ionik
atom kecil dengan atom besar (r/R) dengan tujuan untuk menduga susunan atomatom saat membentuk sebuah kristal (Irzaman, 2013). Cara atom-atom tersusun

8
pada sebuah kristal memberi gambaran bentuk geometris kristal atau struktur
geometris kristal.
Karakterisasis XRD
Karakterisasi menggunakan Shimazdu XRD-7000 dengan radiasi pada
40 kV dan 30 mA, target Cu-Kα ( =1.5406Ǻ), dengan jangkauan sudut 2ϴ dari
10o hingga 80o menggunakan step 0.02o dengan tujuan untuk menentukan indeks
miller dan parameter kisi. Data diolah menggunakan metode Cohen dan Cramer
sehingga hasil pengujian dapat digunakan untuk menentukan indeks miller dan
parameter kisi dari struktur kristal material tersebut (Irzaman, 2005). Hasil
analisis dibandingkan dengan data Joint Commitee on Powder Diffraction
Standards (JCPDS).
Karakterisasi FTIR
Karakterisasi FTIR menggunakan ABB, MB 3000 dilakukan untuk
mengetahui spektrum vibrasi gugus fungsi BaO, SrO dan TiO2 yang selanjutnya
dilakukan perhitungan untuk mengetahui konstanta pegas bahan tersebut dengan
menggunakan persamaan Hooke dan Morse untuk vibrasi anharmonik (Sorrel,
1988). Dua milligram sampel dicampur dengan 100 mg KBr, dibuat pellet
kemudian disinari dengan infra-red dengan jangkauan bilangan gelombang
4000 – 400 cm-1. Latar belakang diabsorpsi dihilangkan dengan cara pellet KBr
digabung jadi satu setiap pengukuran.

4 HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakterisasi XRD
Pendugaan struktur kristal pada barium oksida, stronsium oksida dan
titanium dioksida dilakukan dengan menghitung perbandingan jari-jari ionik
(Suminar 1999; Smart dan Moore 2005). Perbandingan jari-jari ionik atom kecil
dengan atom besar (r/R) digunakan untuk menentukan bilangan koordinasi yang
menunjukan bagaimana atom-atom itu membentuk sebuah kristal (Irzaman, 2013).
Barium oksida memiliki jari-jari atom kecil barium adalah sebesar 1.35 Ǻ dan
jari-jari atom besar oksigen adalah 1.39 Ǻ sehingga didapatkan struktur geometri
kubus dengan rasio sebesar 0.971. Stronsium oksida memiliki jari-jari atom kecil
stronsium adalah sebesar 1.18 Ǻ dan jari-jari atom besar oksigen adalah 1.39 Ǻ
sehingga didapatkan struktur geometri kubus dengan rasio sebesar 0.849.
Titanium dioksida memiliki jari-jari atom kecil titanium adalah sebesar 0.65 Ǻ
dan jari-jari atom besar oksigen adalah 1.39 Ǻ sehingga didapatkan struktur
geometri oktahedron dengan rasio sebesar 0.467. Barium oksida dan stronsium
oksida memiliki struktur geometri kubus karena perbandingan jari-jari ioniknya
berada dalam rentang 0.732-1.000. Titanium dioksida memiliki struktur geometri
oktahedral karena perbandingan jari-jari ioniknya berada dalam rentang 0.4140.732 (Irzaman 2013; Kittel 2005; Suminar 1999).

9
Material yang dikarakteriasi XRD adalah barium oksida, stronsium oksida
dan titanium dioksida. Gambar 5 menunjukkan pola difraksi sinar-X barium
oksida dengan beberapa puncak yang menunjukkan intensitas tinggi, seperti pada
sudut 27.88o dan 32.30o., puncak dengan intensitas tinggi atau puncak tajam
terjadi karena memiliki derajat keteraturan yang tinggi.

Gambar 5 Spektra XRD sampel barium oksida
Hasil karakterisasi XRD menunjukkan barium oksida memiliki pola difraksi
dengan puncak tertingginya yaitu pada (200), (220) dan (331) yang agak lemah
pada pada puncak (111), (311), (222), (400), dan (420). Nilai parameter kisi yang
diperoleh sebesar 5,538 Å dengan struktur kristal kubik. Berdasarkan JCPDSInternational Center for Diffraction Data (ICDD) dengan PDF Number yaitu :
22-1056, barium oksida memiliki parameter kisi sebesar 5.539 Å.
Gambar 5 menunjukkan banyak puncak yang yang merupakan puncak
selain barium oksida. Puncak-puncak tersebut adalah puncak pengotor, seperti
pada puncak 26.80o yang merupakan puncak dari senyawa BaOH.H2O. Hal ini
dapat terjadi karena barium merupakan unsur yang mudah mengalami oksidasi
sehingga dapat berinteraksi dengan lingkungan sekitar.

Gambar 6 Spektra XRD sampel strosium oksida

10
Gambar 6 menunjukkan pola difraksi stronsium oksida yang memiliki
banyak puncak, salah satu puncak tertingginya yaitu pada sudut 30.04o dan 34.80o
stronsium oksida memiliki struktur kristal kubik dengan parameter kisi sebesar
5.1583 Å. Berdasarkan JCPDS-International Center for Diffraction Data (ICDD)
dengan PDF Number yaitu 48-1477, stronsium oksida memiliki parameter kisi
sebesar 5.160 Å.
Gambar 7 menunjukkan pola difraksi titanium dioksida yang memiliki
banyak puncak, salah satu puncak tertingginya yaitu pada sudut 27.44o. titanium
dioksida memiliki struktur kristal tetragonal dengan parameter kisi a dan b sebesar
3.6338 Å dan parameter kisi c sebesar 3.5843 Å dengan rasio c/a sebesar 0.986.
Berdasarkan JCPDS-International Center for Diffraction Data (ICDD) dengan
PDF Number yaitu 21-1276, titanium dioksida memiliki parameter kisi a dan b
sebesar 4.5930 Å, dan parameter kisi c sebesar 2.9590 Å

Gambar 7 Spektra XRD sampel titaium dioksida
Perbandingan hasil pendugaan dengan hasil karakterisasi mengenai struktur
geometri dapat dilihat dari perbandingan jari-jari ionik menunjukkan barium
oksida dan stronsium oksida berstruktur geometri kubik sementara titanium
dioksida berstruktur geometri oktahedral. Struktur geometri kubik merupakan
geometri yang memiliki enam sisi dengan bilangan koordinasi 8, artinya atom
pusat dikelilingi oleh 8 atom ligannya. Struktur geometri oktahedral merupakan
geometri yang memiliki delapan sisi dengan bilangan koordinasi 6, artinya atom
pusat dikelilingi oleh 6 atom ligannya (Suminar 1999; Smart dan Moore 2005).

Karakterisasi FTIR
Hasil karakterisasi ketiga senyawa oksida dengan spektrometer FTIR
diperlihatkan pada Gambar 8, 9 dan 10 untuk daerah rentang bilangan gelombang
500 - 4000 cm-1. Pada spektrum ini terlihat puncak-puncak yang menunjukkan
adanya beberapa gugus fungsi dalam senyawa-senyawa tersebut. Pada spektrum
FTIR untuk barium oksida yang diperlihatkan Gambar 8 terlihat puncak-puncak
yang menunjukkan adanya beberapa gugus fungsi dalam senyawa tersebut.

11
Puncak yang signifikan terdapat pada bilangan gelombang 3580, 1682, 1423, 987
dan 671 cm-1
Puncak utama yang diduga menunjukan gugus fungsi barium oksida adalah
puncak pada bilangan gelombang 987 cm-1. Pita serapan pada bilangan gelombang
1010-850 cm-1 menunjukan adanya vibrasi ulur metal oksida (Stuart, 2004).
Adanya gugus fungsi ini diperkuat dengan munculnya puncak lain pada bilangan
gelombang 671 cm-1, yang juga diduga mengindikasikan gugus fungsi Ba=O. Hal
ini berdasarkan data dari Struve, (1989) konstanta vibrasi barium oksida sebesar
669.76 cm-1. Pita serapan untuk bilangan gelombang 3580 cm-1 menkonfirmasi
pada mode vibrasi ulur dari gugus fungsi OH pada uap air (Stuart, 2004), hal ini
terjadi karena barium oksida mudah bereaksi dengan uap air di sekitar ruangan
yang menghasilkan barium hidoksida. Untuk bilangan gelombang 1682 cm-1
menkonfirmasi pada mode vibrasi tekuk dari gugus fungsi OH (Stuart, 2004).
Sedangkan untuk serapan bilangan gelombang 1423 cm-1 menkonfirmasi pada
mode vibrasi dari gugus fungsi CO32- (Stuart, 2004).

Gambar 8 Spektra FTIR sampel barium oksida
Senyawa stronsium oksida dianalisis dengan spektrometer FTIR dan
spektrumnya diperlihatkan pada Gambar 9 untuk daerah rentang bilangan
gelombang 500 - 4000 cm-1. Pada spektrum ini terlihat puncak-puncak yang
menunjukan adanya beberapa gugus fungsi dalam senyawa tersebut. Puncak yang
signifikan terdapat pada bilangan gelombang 3499, 1701, 1454, 930 dan 598 cm-1.
Puncak utama yang diduga menunjukan gugus fungsi stronsium oksida adalah
puncak pada bilangan gelombang 930 cm-1, yang menunjukan adanya gugus
fungsi Sr=O. Pita serapan pada bilangan gelombang 1010-850 cm-1 menunjukan
adanya vibrasi ulur metal oksida (Stuart, 2004). Adanya gugus fungsi ini
diperkuat dengan munculnya puncak lain pada bilangan gelombang 598 cm-1,
yang juga diduga mengindikasikan gugus fungsi Sr=O. Hal ini berdasarkan
(Gautam et al. 2012) vibrasi ulur kation metal stronsium sebesar 523-471 cm-1.
Pita serapan untuk bilangan gelombang 3499 cm-1 menkonfirmasi pada mode
vibrasi dari gugus fungsi OH pada uap air (Stuart, 2004), hal ini terjadi karena
stronsium oksida mudah bereaksi dengan uap air di sekitar ruangan yang
menghasilkan stronsium hidoksida. Untuk bilangan gelombang 1701 cm-1
menkonfirmasi pada mode vibrasi tekuk dari gugus fungsi OH (Stuart, 2004).

12
Sedangkan untuk serapan bilangan gelombang 1454 cm-1 menkonfirmasi pada
mode vibrasi dari gugus fungsi CO32- (Stuart, 2004).

Gambar 9 Spektra FTIR sampel stronsium oksida
Hasil analisis senyawa titanium dioksida dengan spektrometer FTIR
diperlihatkan pada Gambar 10 untuk daerah rentang bilangan gelombang 500 4000 cm-1. Pada spektrum ini terlihat puncak-puncak yang menunjukan adanya
beberapa gugus fungsi dalam senyawa tersebut. Puncak yang signifikan terdapat
pada bilangan gelombang 3610, 1697, 690 dan 665 cm-1.
Puncak utama yang diduga menunjukan gugus fungsi titanium dioksida

Gambar 10 Spektra FTIR sampel titanium dioksida
adalah puncak pada bilangan gelombang 690 cm-1, yang menunjukan adanya
gugus fungsi TiO2 yang menunjukan vibrasi dari Ti-O-O (Gao et al., 2005). Hal
ini berdasarkan (Yuwono et al. 2006) vibrasi ulur asimetris titanium dioksida
berkisar 900-400 cm-1. Adanya gugus fungsi ini diperkuat dengan munculnya
puncak lain pada bilangan gelombang 665 cm-1, yang juga diduga
mengindikasikan gugus fungsi TiO2 (Rabah, 2012).

13
Pita serapan untuk bilangan gelombang 3610 cm-1 menkonfirmasi pada
mode vibrasi ulur dari gugus fungsi OH pada uap air (Stuart, 2004), hal ini terjadi
karena titanium dioksida mudah bereaksi dengan uap air di sekitar ruangan yang
menghasilkan barium hidoksida. Untuk serapan bilangan gelombang 1697 cm-1
menkonfirmasi pada mode vibrasi tekuk dari gugus fungsi OH (Stuart, 2004).
Dengan menggunakan persamaan (1), (4), (5), (6), (7) dan (8) dapat dihitung
nilai frekuensi, konstanta harmonik, konstanta anharmonik, konstanta gaya seperti
dalam Table 2 dan 3. Perhitungan lengkap nilai frekuensi, konstanta harmonik,
konstanta anharmonik, konstanta gaya tertera dalam Lampiran 3.
Berdasarkan Tabel 1, pada semua jenis ikatan molekul yang terkandung
dalam ketiga oksida ada yang memiliki satu puncak dan ada yang memiliki dua
puncak sehingga untuk menganalisis frekuensi vibrasi, konstanta harmonik
maupun anharmonik dan konstanta gaya ikatan pada FTIR dengan
mengasumsikan proses stretching simetri maupun asimetri.
Table 1 Nilai bilangan gelombang spectrum FTIR yang terdeteksi dari barium
oksida (S1), stronsium oksida (S2) dan titanium dioksida (S3)
S1
3580
1682
1423
987
671

Nilai bilangan gelombang cm-1 FTIR
S3
S2
Literaur
3499 3734 3800–3200 Stuart, 2004
1701 1697 1700–1600 Stuart, 2004
1454
- 1450-1410 Stuart, 2004
930
- 1010-850
Stuart, 2004
- 669.76
Struve, 1989
598
- 523 - 471 Gautman et al., 2012
Yuwono, 2006
690 900-400
Rabah, 2012
665 665
Gao et al., 2004
500, 430

Gugus fungsi dan
mode vibrasi

O-H
O-H
CO32M=O
Ba=O
Sr=O
TiO2
TiO2
Ti-O

Stretching
bending
Stretching
Metal cation Sr2+

asy stretching
Stretching
Stretching

Hasil analisis frekuensi dan konstanta harmonik untuk ikatan gugus fungsi
molekul O-H dan CO32- seperti tampak pada Tabel 2 diperoleh dengan
menggunakan persamaan (1) =

π µ

/

, hukum Hooke (Banwel, 1978).

Nilai merupakan massa reduksi dari gugus fungsi dan f adalah frekuensi vibrasi.
Dengan mensubstitusikan f= 1.0740 X 1014 Hz dan massa reduksi gugus fungsi

Table 2 Frekuensi dan konstanta gaya harmonik (hasil uji FTIR)
Bilangan Gelombang (cm-¹)

Gugus
fungsi
O-H
CO32-

Eksperimen
S1
S2
S3
S1
S2
S3

3580
3499
3734
1423
1454
-

Literatur
(Stuart, 2004)
3800–3200

1450–1410

Frekuensi
(Hz)
1.0740
1.0497
1.1202
0.4269
0.4362
-

X 1014
X 1014
X 1014
X 1014
X 1014

Konstanta Gaya ikat (Nm¯¹)

Literatur
(Silverstein)

Perhitungan

716
684
779
478
499
-

700

-

14
OH sebesar = 1.574 x 10-24 gram diperoleh konstanta gaya ikat pada S1 sebesar
716 N.m-1, dari literasi diperoleh 700 N.m-1, yang menunjukan bahwa gugus
fungsi ini berikatan tunggal (Silverstein, 2005). Perhitungan lengkap tertera dalam
Lampiran 3.
Hasil analisis frekuensi vibrasi regangan, konstanta unharmonik dan
konstanta gaya pegas gugus fungsi molekul BaO, SrO dan TiO2 dari karakterisasi
FTIR dengan mengasumsikan proses stretching asimetri seperti tampak dalam
Tabel 3 diperoleh dengan menggunakan persamaan (6), untuk
∆ = + , ∆ε =
−
) cm-1 dan persamaan (7), untuk ∆ = + ,
∆ε =
−
) cm-1 dari pendekatan energy potensial anharmonik P. M.
Morse,
= ₑ{ − exp a
− }² (Banwel, 1978).
Dengan mensubstitusikan ∆ε = 671 cm-1 untuk ∆ = + , pada persamaan (6)
dan ∆ε = 987 cm-1 untuk ∆ = + , pada persamaan (7) diperoleh konstanta
anharmonik BaO
= 0.17 dan bilangan gelombang
= 1026 cm-1. Untuk
massa reduksi gugus fungsi BaO ( ) = 23.788 x 10-24 gram, diperoleh konstanta
pegas nya sebesar 889 N.m-1, perhitungan lengkap tertera dalam Lampiran 3.
Table 3 Nilai bilangan gelombang , konstanta anharmonik dan konstanta gaya ikatan
(hasil uji FTIR) dengan mengasumsikan proses stretching asimetri
Molekul
Bilangan Gelombang
Hasil Perhitungan
( cm-1)
Bilangan Gelombang
Hasil Eksperimen
( cm-1)
Bilangan Gelombang
Dari Literatur
( cm-1)

BaO

SrO

TiO2

1026

864

1305

987

930

690

671

598

665

1010-850

1

1010-850

1

400-900

4

669.76

2

471-523

3

655

5

konstanta anharmonik
(Xc)

0.17

0.15

0.24

konstanta gaya pegas
(N.m-1)

889

595

687

konstanta gaya pegas
(literatur)

-

-

-

1

Stuart (2006),

2

Struve (1989) ,

3

Gautam et al. (2012) ,

4

Yuwono (2006) ,

5

Rabah (2012)

Berdasarkan Tabel 3 diperoleh konstanta pegas barium oksida, stronsium
oksida dan titanium dioksida sebesar 889, 595 dan 687 N.m-1, dengan konstanta
anharmonik (Xc) untuk masing-masing oksida secara berurutan sebesar 0.17, 0.15
dan 0.24. Molekul dengan ikatan tunggal memiliki konstanta pegas sebesar

15
500 N.m-1, molekul dengan ikatan rangkap dua sebesar 1000 N.m-1 dan molekul
dengan ikatan rangkap tiga sebesar 1500 N.m-1 (Silverstein,2005). Dengan
demikian barium oksida diduga kuat memiliki ikatan rangkap, sedangkan
strontium oksida dan titanium dioksida cenderung setara dengan ikatan tunggal.

5 SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Hasil olah data XRD struktur kristal dari barium oksida dan stronsium
oksida adalah struktur kristal kubus dengan parameter kisi masing-masing
5.538_Ǻ dan 5.158 Ǻ, sedangkan titanium dioksida memiliki struktur kristal
tetragonal dengan parameter kisi untuk a=b=3.634 Ǻ dan c=3.584 Ǻ dengan rasio
c/a sebesar 0.986. Hasil olah data spektrum FTIR diperoleh bahwa konstanta gaya
pegas barium oksida, stronsium oksida dan titanium dioksida masing - masing
senyawa secara berurutan adalah 889, 595 dan 687 N.m-1.
Saran
Penulis menyarankan penelitian lebih lanjut dengan bahan barium,
stronsium dan titanium bukan dalam bentuk oksida saja tetapi juga dalam bentuk
yang lain seperti asetat atau karbonat. Hal ini disebabkan senantiasa BST
disintesis dari jenis senyawa tersebut. Selain itu dengan semakin banyaknya data
hasil penelitian tentang konstanta pegas penyusun BST diharapkan pembuatannya
akan lebih cepat berkembang.

DAFTAR PUSTAKA
Aminullah. 2015. Produksi Silikon Dioksida Berbahan Baku Daun Bambu
dengan Analisis Energy Disvesive X-Ray dan Fourier Transform-Infra Red.
J. Bio Fis 11 (2): 1-12.
Bak B. 1961. Elementary Introduction to Molecular Specta. Amsterdam: NortHolland Publishing Company.
Banwell CN. 1978. Fundamental of Molecular Spectroscopy. London: McGrawHill Book Company.
Cullity BD. 1956. Elements Of X-Ray Diffraction. Massachusetts : Addison
Wesley Publishing Company.
Emmez E. 2011. BaOx/ Pt(111) AND BaOx/ TiO2/ Pt(111) Model Catalysts For
Understanding NOx Storage-Reduction (NSR) Catalysis at The Molecular
Level. [Tesis]. Turkey: Department of Chemistry and The Graduate School
of Engineering and Science, Bilkent University.
Gao Y, Masuda Y, Seo WS, Ohta H, Kumoto K. 2004. TiO2 nanoparticles
prepared using an aqueous eroxotitanate solution. J. Cer. Int. 30 (204) :
1365-1368.

16
Gautam C, Yadav AK, Mishra VK, Vikram K. 2012. Synthesis, IR and Raman
Spectroscopic Studies of (Ba,Sr)TiO3 Borosilicate Glasses with Addition of
La2O3. Open J. of Inor. Non-met. Matt. 2(2012):47-54.
Ibrahim NB, Yusrianto E, Zalita Z, Ibrahim Z. 2012. Effect of annealing
temperature of sol gel TiO2 buffer layer on microstructure and electrical
properties of Ba0.6Sr0.4TiO3 film. Sains Malaysiana 41(3): 339-344.
Irwansyah RF. 2014. Distribusi Temperatur Di Dalam Drum Untuk Sterilisasi
Jamur Tiram. [Skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam. Institut Pertanaian Bogor.
Irzaman, Negara MA, Barmawi M. 2005. Uji Sifat Listrik Kapasitans-Tegangan
(C-V) Film Tipis Ferroelektrik PbZr0,525Ti0,475O3 Berbantuan Program Antar
Muka Bahasa Pascal. J. Ilmu Pengetahuan & Teknologi, 4(3): 19-26.
Irzaman, Siswadi. 2005. Lattice Constants Analysis of Niobium and Gallium
Doped Lead Zincronium Titanate Ceramic by Visual Basic Program. J. Ilmu
Pengetahuan & Teknologi, 4(3): 19-26.
Irzaman. 2008. Studi fotodiode film tipis semikonduktor Ba0.6Sr0.4TiO3 didadah
tantalum. J. Sains Material Indonesia 10(1): 18-22.
Irzaman, Marwan A, Arief A, Hamdani RA, Komaro M. 2008. Electrical
conductivity and surface roughness properties of ferroelectric gallium doped
Ba0.5Sr0.5TiO3 (BGST) thin film. Indonesian Journal of Physics 19(04):
119-121.
Irzaman, Darmasetiawan H, Hardhienata H, Hikam M, Arifin P, Jusoh S, Taking
S, Jamal Z and Idris M. 2009. Surface Roughness and Grain Size
Characterization of Annealing Temperature Effect for Growth Gallium And
Tantalum Doped Ba0.5Sr0.5TiO3 Thin Film. J. At. Indonesia. 35(1): 57-67.
Irzaman, Arif A, Syafutra H, Romzie M. 2009. Studi konduktivitas listrik, kurva
I-V, dan celah energi fotodioda berbasis film tipis semikonduktor
Ba0.75Sr0.25TiO3 (BST) yang didadah galium (BST) menggunakan metode
chemical solution deposition (CSD). J.App. Fisika 5(1): 22-30.
Irzaman, Erviansyah R, Syafutra H, Maddu A, Siswadi. 2010. Studi
Konduktivitas Listrik Film Tipis Ba0,25Sr0,75TiO3 Yang Didadah Ferium
Oksida (BFST) Menggunakan Metode Chemical Solution Deposition.
Berkala Fisika. 13(1):33-38.
Irzaman, Darmasetiawan H, Hardhienata H., Akhiruddin, Hikam. M and Arifin.
P. 2010. Electrical Properties of Photodiode BST Thin Film Doped with
Ferrium Oxide using Chemical Deposition Solution Method. Journal Atom
Indonesia, Batan. 2:57-62.
Irzaman, Syafutra H, Darmasetiawan H, Hardhienata H, Erviansyah R, Huriawati
F, Akhiruddin, Hikam M, Arifin P. 2011. Electrical properties of photodiode
Ba0.25Sr0.75TiO3 (BST) thin film doped with ferric oxide on p-type Si (100)
substrate using chemical solution deposition method. Atom Indonesia 37 (3):
133–138.
Irzaman, Barmawi M. 2012. Crystallo-graphy And Surface Morphology Of
Ta2O5 Doped Pbzr0. 52Ti0. 48TiO3 (PTZT) Thin Films. J. Sains MIPA Univ.
Lampung.5(2) :57-62.

17
Irzaman, Syafutra H, Rancasa E, Nuayi AW, Rahman TGN, Nuzulia NA, Supu I,
Sugianto, Tumimomor F, Surianty, 2013, The Effect of Ba/Sr Ratio on Electrical and
Optical Properties of BaxSr(1-x)TiO3 (x= 0.25; 0.35; 0.45; 0.55) Thin Film
Semiconductor. Ferroelectrics. 445:4–17.

Irzaman, Alatas H, Arif A, Syafutra H. 2013. Aplikasi Sensor Film Tipis Bahan
Ferroelektrik Barium Stronsium Titanat (Ba0,5Sr0,5TiO3) Untuk Mengukur
Kadar Gula Dalam Darah Secara Non-Invasive. Ristek. RT-2013-1331.
Irzaman, Irmansyah, Syafutra H, Arif A, Alatas H, Astuti Y, Nurullaeli,
Siskandar R, Aminullah, Sumiarna GPA, Jamal ZAZ. 2014. Effect of
Annealing Times for LiTaSiO5 Thin Films on Structure, Nano Scale Grain
Size and Band Gap, American Journal of Material Research, 1(1):7-13.
Irzaman, Syafutra H, Arif A, Alatas H, Hilaluddin MN, Kurniawan A, Iskandar
J, Dahrul M, Ismangil A, Yosman D, Aminullah, Prasetyo LB, Yusuf A,
Kadri TM. Formation Of Solar Cells Based On Ba0,5Sr0,5TiO3 (BST)
Ferroelectric Thick Film. AIP Conference Proceedings 1586, 24(2014). doi:
10.1063/1.4866724.
Iskandar J, Syafutra H, Juansah J, Irzaman. 2015. Characterizations of electrical
and optical properties on ferroelectric photodiode of barium strontium titanate
(Ba0.5Sr0.5TiO3) films based on annealing time deifferences and its
development as light sensor on satellite technology. J. Procedia Env. Sci.
24:324-328.
Ismangil A, Janie RP, Irmansyah, Irzaman. 2015. Development of lithium
tantalite (LiTaO3) for automatic switch on LAPAN-IPB Satellite infra-red
sensor. J. Procedia Env. Sci. 24:329-334.
Ismunandar T, Saito. 2004. Kimia Anorganik. Tokya, Iwanami Shoten
Publishing Company.
Karabay I, Aydin S, Ongul F, Ozturk S, Asli M. 2012. Structural and Optical
Characteri-zation of TiO2 Thin Films Prepared by Sol–Gel Process. J. Acta
Physica Polonica A, 121(1): 265-267.
Kittel C. 2005. Introduction to solid state physics. eighth edition. New
York(USA): Jhon Wiley & Sons Inc.
Kurniawan A, Yosman D, Arif A, Juansah J, Irzaman. 2015. Development and
application of Ba0.5Sr0.5TiO3 (BST) thin film as temperature sensor for
satellite technology. J. Procedia Env. Sci. 24:335-339.
Maensiri S, Wiwat N, Kilnkaewenarong J, Laokul P, Jinda K. 2005. Nanofibers of
Barium Strontium Titanate (BST) by Sol–Gel Processing and Electrospinning. J.
Col. and Int. Sci. 297:578–583. doi:10.1016/j.jcis.2005.11.005.

Nofitri. 2014. Pembuatan Bibit Serta Analisis Ikatan Molekul Miselium Jamur
Tiram Putih Dengan Fourier Transform Infra Red (Ftir). [Skripsi]. Bogor:
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Institut Pertanaian Bogor.
Novianty I, Yani S, Cahyani R, Athiyah Z, Casnan, Fendi, Serah S, Hartono J,
Rofiah N, Syahputra H, Akhiruddin, Irzaman. 2010. Electrical Properties
Fe2O3 Doped Based Ba0.5Sr0.5TiO3 Thin Film as Light Sensor. J. Mat. Sci.
1(1):9-12.
Nuayi AW, Alatas H, Irzaman, Rahmat M. 2014. Enhancement of Photon

18
Absorption on Ba Sr1− TiO3 Thin-Film Semiconductor Using Photonic
Crystal. J. Opt. 2014(53): 1-9.
Rabah B, Bensouyad H. 2012. Synthesis, Characterisazation and Properties of
Zirconium Oxide (ZrO2)-Doped Titanium Oxide (TiO2) Thin Films Obtained
via Sol-Gel Process. J Int. Tech. 10(2012):207-234.
Rabuffetti FA, Stair PC, Poeppelmeier KR. 2010. Synthesis-Dependent Surface
Acidity and Structure of SrTiO3 Nanoparticles. J. Phys. Chem. C
114(25):11056-11067. doi:10.102/jp101727c.
Ramadevudu G, Rao LSS, Hameed A, Shareefudin MD, Chary NM. 2011. FTIR
And Some Physical Properties Of Alkaline Earth Borate Glasses Coataining
Heavy Metal Oxides. Int. J. of Eng. Sci. and Tech. (IJEST), 3(9):6998-7005.
Ray S, Kolen’ko YV, Kovnir KA, Lebedev OI, Turner S, Chakraborty T, Erni R,
Watanabe T, Tendeloo G, Yoshimura M, Itoh M. 2012. Defect controlled
room temperature ferromagnetism in Co-do-ped barium titanat nanocrystals.
IOP. Nanotechnology 23(025702):1-10. doi:10.1088/0957-4484/23/025702.
Ridha A, Sabah M, Hellal RA. 2010. Studying the Dielectric and Structural
Properties of Baxsr1-xTiO3 (BST) Ferroelectric System Prepared by Using
Oxalic Acid Route. J. Eng. Tech. 28(10): 21-29.
Rosi AN, Zabidi NA, Kassim HA, Shrivastava KN. 2011. An initio calculation
of vibrational frequencies and Raman spectra of barium peroxide glass
including comparison of tetrahedral BaO4 with GeO4 and SiO4, J.
Spectrochimica Acta Part A, 79(2011):1251-1255.
Sastrohamidjojo H . 2001. Spektroskopi. Yogyakarta (ID): Liberty.
Septiani N. 2015. Struktur Kristal dan Ikatan Molekul Lithiuk Oksida dan
Niobium Pentoksida. [Skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam. Institut Pertanaian Bogor.
Silim HA. 2006. Composition Effeet on Some Physical Properties and FTIR
Spectra of Alumino-Borate Glasses Containing Lithium, Sodium, Potassium
and Barium Oxides. Egyp, J. Solids, 29(2):293-302.
Silverstein RM, Francis X, Webster, David J. Kiemle. 2005. Spectrometric
Identification of Organic Compounds. seventh edition. New York(USA):
Jhon Wiley & Sons Inc.
Siskandar R, Irmansyah, Irzaman. 2013. Sensor Suhu Berbasis Bahan
Ferroelektrik Film Ba0,55Sr0,45TiO3 (BST) Berbantukan Mikrokontroler
Atmega 8535. J. Bio Fis 9 (2): 1-12.
Smart LE, Moore EA. 2005. Solid State Chemistry. New York(USA): Taylor and
Francis Group.
Sorrell TN. 1988. Interpreting Spectra of Organic Molecules. University of
North Carolina at Chapel Hill: University Science Books Mill Valley
California.
Stuve WS. 1989. Fundamentals of Molekular Spectroscopy. Canada : John
Wiley & Sons, Ltd.
Stuart B. 2004. Infrared Spectroscopy Fundamentals and Applications. Canada:
John Wiley & Sons, Ltd.

19
Suminar, Raalph H, Petrucci. 1999. Kimia Dasar edisi keempat jilid 2.
Jakarta(ID): Erlangga.
Suseno JE, Firdaus K. 2008. Rancang Bangun Spektroskopi FTIR (Fourier Transform
Infrared) untuk Penentuan Kualitas Susu Sapi. Berkala Fisika. 11(1):23-28.

Uchino K. 2000. Ferroelectric Devices. New York(USA) : Marcel Dekker, Inc.
Umiati NAK, Irzaman, Budiman M, Barmawi M. 2001. Efek Aneling
Penumbuhan Film Tipis Ferroelektrik PbZr0,625Ti0,375O3 (PZT). J.Kontribusi
Fisika Indonesia, 12(4): 94-98.
Yuwono AH, Zhang Y, Wang J, Zhang XH, Fan H, Ji W. 2006. Diblock
Copolymer Templated Nanohybrid Thin Films of Highly Ordered TiO2
Nanoparticle Arrays in PMMA Matrix. J. Chem. Matter. 18(25):5876-5889.
Zhibin Y. 2012. Heteroepitaxy and Charac-terization of Pherovskite Titanate
Thin Film Grown on III-V Semiconductor. [Tesis]. Hong Kong: Departement
of Applied Physics, The Hong Kong Polytechnic University.

20

LAMPIRAN

21
Lampiran 1 Menduga struktur kristal dengan menghitung rasio jari-jari ionik
atom kecil dengan jari-jari atom besar
Tabel 1.a Jari-jari ion Ba(2+),Sr(2+), Ti(4+) dan O (2-)
Nama

Jari-jari ion

Nomor

Nomor Massa

Unsur

(angstrum)

Atom

(sma)

Ba

1.35

56

137.33

Sr
Ti

1.18
0.65

38
22

87.62
47.88

O
1.39
*(Irzaman, 2013)

8

15.9994

Rasio jari-jari ion kecil ( r ) terhadap jari-jari ion besar ( R ) senyawa barium
oksida, stronsium oksida dan titanium dioksida
Nama Senyawa

Rasio r / R

Barium Oksida (BaO)
Stronsium Oksida (SrO)
Titanium Dioksida (TiO2)

0,971223
0,848921
0,467626

Bilangan
Koordinasi
8
8
6

Bentuk geomet