2.3. Struktur Bahan Piezoelektrik
Kristal bahan ferroelektrik, secara umum terdiri dari bahan pyroelektrik dan piezoelektrik. Bentuk sistem kristalnya dapat berbentuk simetris atau asimetris
dan berpengaruh juga pada sifat-sifat fisik bahan, sebagaimana dikenal dengan prinsip Neuman. Pada sistem kristalografi ditemukan juga 20 dari 32 point groups
yang termasuk dalam kelompok non-centrosymetrikasimetris serta dapat menunjukkan efek piezoelektrik. Ada 10 kelompok non-centrosymetrikasimetris
yang dapat mengembangkan polarisasi spontan dan dipol permanen dalam struktur kristal Heartling, 1999. Sistem kristal non-centrosymetrik tersebut di
antaranya adalah triklinik, m monoklinik, 2mm ortorombik, 3m rombohedral, 4mm tetragonal, dan 6mm hexagonal Rodel et al. 2009.
Perovskit merupakan oksida logam yang memiliki struktur umum ABO
3
, dimana A adalah ion
–ion logam blok s, d, atau f yang berukuran lebih besar sedangkan B merupakan ion
–ion logam transisi Tien-Thao et al. 2008. Rodel 2009 telah mencoba mengklasifikasikan bahan-bahan ferroelektrik
terpolarisasi spontan dan reversibel yakni Tungsten Bronze PbNb
6
O
7
, Perovskit ABO
3
, Pyrochlore Cd
2
Nb
2
O
7
, Layer Structur Bi
4
Ti
3
O
12
. Hanya tipe Perovskit ABO
3
yang merupakan tipe terpenting dan banyak digunakan pada bahan keramik ferroelektrik dewasa ini, seperti BiTiO
3
, PbZr,TiO
3
, dan Na,KNbO
3
. Sel satuan perovskit terdiri dari delapan ion besar A
a+
, satu ion kecil B
b+
, dan enam ion O
2-
. Sel satuan perovskit dapat digambarkan sebagai gabungan struktur FCC Face Center Cubic dan BCC Body Center Cubic, dimana A
a+
berada pada sudut sel satuan, ion O
2-
berada pada permukaan sel satuan dan ion B
b+
menduduki lokasi interstitial octahedral Jones Thomas, 2002. Pada umumnya bahan piezoelektrik memiliki sistem kristal berupa
ortorombik, tetragonal, dan rombohedral. Ketiganya memilikinya parameter kisi yang sangat dekat dengan parameter kisi kubik Takafumi et al. 2012.
Timbal zirkonat titanat adalah material keramik dengan struktur kimia PbZr
x
Ti
1-x
O
3
yang dikembangkan dalam teknologi mikroelektrik. PZT memiliki struktur kimia dengan formula ABO
3
. A sebagai kation Pb yang menempati salah satu sudut dari kubus dan B sebagai ion Zr
4+
mengisi pusat
Universitas Sumatera Utara
kubus. Oksigen akan mengisi pusat muka dari kubus, lalu posisi Ti
4+
dan Zr
4+
dapat dipertukarkan Cherdhirunkorn, 2008.
Gambar 2.3. Kristal perovskit pada paraelektrik kubik kiri, ferroelektrik tetragonal tengah, dan rombohedral kanan. PbTiO
3
, yang merupakan kubik dalam fasa paraelektrik dan tetragonal dalam fasaferroelektrik, dapat
mengadoNm2 struktur rombohedral ketika dimodifikasi oleh sekitar 50 persen Zr Damjanovic, 2005.
2.4. Kurva Hysteresis Bahan Ferroelektrik
Kategori