commit to user
40
BAB III METODE PENELITIAN
A. Metode Penelitian
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimental. Pembuatan kaca tellurite yang didadah ion Er
3+
dibuat dengan
melt
–
quenching technique
, komposisi bahan yang dilakukan pada penelitian ini adalah 55TeO
2
-2Bi
2
O
3
-43-
x
ZnO-
x
Er
2
O
3
dimana
x= 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5
. Proses karakterisasi kaca yang dilakukan adalah uji UVVIS, uji
n
indeks bias dan uji massa jenis.
B. Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Optik Jurusan Fisika Fakultas MIPA dan di Laboratorium Pusat MIPA Universitas Sebelas Maret mulai dari bulan April 2011 sampai
dengan Juni 2012
C. Alat dan Bahan
1. Alat Penelitian
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian antaralain: 1. Neraca digital
2. Mortir dan alu
3. Crucible
4. Furnace
5.
Ultra Violet-Visible Spektroscopy
UV-Vis lambda 25 6.
Polish
7. Prima kopling dengan perlengkapanya
8. Pycnometer
commit to user
41 9. Sumber laser
2. Bahan Penelitian
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian antara lain: 1. TeO
2
Tellurium Oxide
2. ZnO
Zinc Oxide
3. Bi
2
O
3
Bismuth Oxide
4. Er
2
O
3
Erbium Oxide
D. Prosedur Penelitian
Penelitian ini dilakukan dalam beberapa tahap Gambar 3.1
Gambar 3.1. Diagram Alir Tahap-Tahap Penelitian
Keterangan dari diagram alir tahap-tahap penelitian adalah sebagai berikut:
PersiapanAlat
Dalam penelitian ini peralatan fabrikasi kaca yang digunakan yang digunakan adalah neraca digital untuk menimbang massa komposisi bahan sampel, mortir dan alu untuk
Persiapan alat
Persiapan bahan
Fabrikasi kaca tellurite didadah Er
3+
meliputi pebuatan sampel,
aneling
,
polish
Karakterisasi kaca tellurite didadah Er
3+
meliputi uji UVVIS dan uji n indeks bias dan uji
massa jenis
Analisis
commit to user
42 mencampur dan menghaluskan bahan,
furnace
untuk memanaskan sampel serbuk hingga menjadi cair, dengan demikian bisa dicetak dalam
mulk
cetakan.
Persiapan Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah TeO
2
Tellurium Oxide
, ZnO
Zinc Oxide
, Bi
2
O
3
Bismuth Oxide
dan Er
2
O
3
Erbium Oxide
. Bahan tersebut berbentuk serbuk kemudian ditimbang dengan neraca digital sesuai dengan perbandingan komposisi
yang dilakukan yaitu dengan 55TeO
2
-2Bi
2
O
3
-43-
x
ZnO-
x
Er
2
O
3
dimana
x= 0,5-2,5,
perhitungan masing-masing sampel terlampir. Setelah bahan selesai ditimbang kemudian dicampur dan dihaluskan dengan mortar dan alu. Campuran yang telah disiapakan tersebut
kemudian diletakkan dalam wadah
crucible
platina, untuk dilakukan proses fabrikasi.
Fabrikasi Kaca Tellurite doped Er
3+
Campuran bahan serbuk yang telah diletakkan dalam wadah
crucible
platina kemudian dipanaskan dileburkan dalam
furnace
listrik,
furnace
diatur pada temperatur 900 C selama 1 jam, selama pemanasan itu sampel di aduk-aduk berulangkali untuk manjadikan
sampel homogen. Bersamaan dengan peleburan sampel,
mould stainless steel
cetakan kaca yang akan digunakan untuk mencetak kaca terleih dahulu disiapkan. Mould mula-mula
dihaluskan di
-polish
dengan amplaskertas penghalus hingga mengkilat. Setelah di cuci, mould diletakkan dalam
aniling furnice
pada suhu 265 C. Casting pencetakan dilakukan
dengan cara menuangkan leburan panas dalam mould yang bersuhu 265 C secara cepat lalu
didinginkan secara natural. Setelah kaca dalam keadaan dingin bersuhu kamar dan dicek dalam keadaan baik
tidak ada makro kristal serta tidak pecah, maka proses
aniling
kemudian dilakukan. Proses
aniling
yaitu pemanasan pada suhu sekitar 265 C selama 3 jam kemudian didinginkan dengan
commit to user
43 laju 2
Cmenit menuju suhu kamar. Hal ini dilakukan supaya sampel dibuat mendapatkan perlakukan panas yang sama sehingga doping Er
3+
menjadi homogen. Setelah proses ini selesai selanjutnya sampel di
polish
amplas untuk menghaluskan
permukaan dan menjernihkan kaca. Polish dilakukan dari grade kasar ke halus dengan spesifikasi grade 1000, 2400 dan 4000.
Karakterisasi Kaca Tellurite doped Er
3+
Uji UVVIS
Uji UVVis spektrometer pada masing-masing sampel di ukur dengan mengunakan Ultra Violet-Visible Spektroscopy UVVis lambda 25. Pengukuran dilakukan pada panjang
gelombang 200 nm sampai dengan 1100nm dengan range kenaikan panjang gelombang 0,1nm. Data yang didapatkan dari Uji ini adalah nilai absorbansi dan transmitansi dari
masing-masing sampel.
Uji n indeks bias
Penentuan nilai indeks bias bahan penelitian ini dilakukan dengan cara pengukuran reflektansi dengan metode sudut Brewster. Sampel diletakkan pada posisis tegak dengan
permukaan di sinari laser HeNe dengan panjang gelombang 632,8 nm di dalam ruangan gelap. Penentuan nilai indek bias dilakukan dengan cara mencari nilai intensitas terendah
yang dihasilkan dari pemantulan cahaya terhadap bidang sampel dengan cahaya terpolarisasi
T
m
. Atau dengan kata lain seluruh sinar hampir semuanya ditransmisikan, nilai reflektansi mendekati nol. Sudut pantul dimana intensitas didapat disebut dengan sudut Brewster.
Besarnya nilai indeks bias dapat di tentukan dengan persamaan �
2
=
�� . Persamaan
tersebuat didapatkan dari persamaan dasar �� =
�
2
�
1
dimana �
1
= 1 karena cahaya datang dari udara menuju ke bahan dengan indeks bias
� �
2
= �.
commit to user
44 Pada penelitian ini intersitas sudut diambil dari sudut 5
sampai dengan 70 kemudian
pada pengukuran kedua dilakukan pada sudut 55 sampai dengan 70
kemudian pada
pengukuran ketiga dilakukan pada rentang sudut disekitar nilai reflektansi minimum.
Uji massa jenis
Pengujian massa jenis bertujuan untuk mengetahui berapa besar massa jenis dari sampel, pengukuran ini mengunakan pycnometer, dengan rumus dasar
� =
�
. Diawali dengan menimbang
pycnometer
m , menimbang
pycnometer
yang terisi sampel m
1
, menimbang
pycnometer
yang terisi sampel dan aquades m
2
, serta menimbang
pycnometer
yang terisi aquades m
3
. Volume penambahan aquades dapat dicari dengan persamaan
�
′ �2�
=
′ �2�
�
�2�
3.1 Volume sampel peruapakan pengurangan volume aquades dengan Volume penambahan
aquades, yang dituliskan dalam persamaan 3.2 � = � − �
′ �2�
=
�2�
−
′ �2�
�
�2�
3.2 Dengan hasil tersebut dapat dicari nilai massa jenis dari sampel dengan persamaan berikut ini
� =
�
3.3 Adapun nilai-nilai m
H2O,
m
H2O,
m
s
didapatkan dengan ketentuan sebagai berikut ini m
H2O
: massa penambahan aquades m
2
-m
1
m
H2O
: massa aquades m
3
-m m
s
: massa sampel m
1
-m ρ
H2O
: massa jenis aquades
commit to user 45
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil dan Pembahasan