Karakterisasi Bahan Superkonduktor Pb3Sr4Ca3Cu6Ox Dengan Variasi Suhu Sintering Menggunakan Metode Reaksi Padatan.
KARAKTERISASI BAHAN SUPERKONDUKTOR
Pb3Sr4Ca3Cu6Ox DENGAN VARIASI SUHU SINTERING
MENGGUNAKAN METODE REAKSI PADATAN
Disusun Oleh:
EFENDI YUSUF FAJRI
M0211023
SKRIPSI
Diajukan untuk memenuhi sebagian
persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Sains
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
DESEMBER, 2015
i
HALAMAN PERSETUJUAN
SKRIPSI S1
Karakterisasi Bahan Superkonduktor Pb3Sr4Ca3Cu6Ox Dengan
Variasi Suhu Sintering Menggunakan Metode Reaksi Padatan
Disusun oleh :
EFENDI YUSUF FAJRI
M0211023
Telah disetujui oleh :
Pembimbing I
Pembimbing II
Drs. Usman Santosa, MS
Dwi Teguh Rahardjo, S.Si., M.Si.
NIP. 19510407 197503 1 003
NIP. 19680403 199802 2 001
ii
HALAMAN PENGESAHAN
Skripsi dengan judul
: Karakterisasi Bahan Superkonduktor Pb3Sr4Ca3Cu6Ox
Dengan Variasi Suhu Sintering Menggunakan Metode
Reaksi Padatan
Yang ditulis oleh
Nama
NIM
:
: Efendi Yusuf Fajri
: M0211023
Telah diuji dan dinyatakan lulus oleh dewan penguji pada
Hari
: Selasa
Tanggal
: 15 Desember 2015
Anggota Tim Penguji :
1. Ketua Penguji
Drs. Suharyana, M.Sc
NIP. 196112171 98903 1 003
(……………………………)
2. Sekretaris Penguji
Dr. Agus Supriyanto, S.Si., M.Si.
NIP. 19690826 199903 1 001
(……………………………)
3. Anggota Penguji I
Drs. Usman Santosa, MS
NIP. 19510407 197503 1 003
(……………………………)
4. Anggota Penguji II
Dwi Teguh Rahardjo, S.Si., M.Si.
NIP. 19680403 199802 2 001
(……………………………)
Disahkan pada tanggal
Kepala Program Studi Fisika
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Dr. Fahru Nurosyid., S.Si., M.Si
NIP. 19721013 200003 1 002
iii
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi saya yang berjudul
”KARAKTERISASI
BAHAN
SUPERKONDUKTOR
Pb3Sr4Ca3Cu6Ox
DENGAN VARIASI SUHU SINTERING MENGGUNAKAN METODE
REAKSI PADATAN” belum pernah diajukan untuk memperoleh gelar
kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga
belum pernah ditulis atau dipublikasikan oleh orang lain, kecuali yang secara
tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Surakarta, Desember 2015
Efendi Yusuf Fajri
iv
MOTTO
Allah akan meninggikan orang-orang yang beriman di antaramu dan
orang-orang yang diberi ilmu pengetahuan beberapa derajat.
(Q.S. Al Mujadilah:11)
Karena sesungguhnya
bersama setiap kesulitan ada kemudahan.
Sesungguhnya bersama setiap kesulitan ada kemudahan.
(Q.S. Al Insyirah: 5-6)
Barang siapa berjalan menuntut ilmu, maka Allah memudahkan jalan ke
surga.
(H.R. Muslim)
v
PERSEMBAHAN
Dengan memanjatkan puji syukur kepada Allah SWT,
kupersembahkan skripsi ini untuk:
Orang tuaku dan saudara-saudaraku yang selalu memberikan doa, dorongan
dan semangat disetiap hal yang saya upayakan.
Almamater
Universitas Sebelas Maret Surakarta
vi
KARAKTERISASI BAHAN SUPERKONDUKTOR Pb3Sr4Ca3Cu6Ox
DENGAN VARIASI SUHU SINTERING MENGGUNAKAN
METODE REAKSI PADATAN
Efendi Yusuf Fajri
Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sebelas Maret, Surakarta
ABSTRAK
Karakterisasi bahan superkonduktor Pb3Sr4Ca3Cu6Ox dengan variasi suhu
sintering menggunakan metode reaksi padatan telah dilakukan. Metode yang
digunakan dalam karakterisasi bahan superkonduktor PSCCO adalah metode
reaksi padatan dengan variasi suhu sintering, yaitu: 850 oC, 860 oC, 870 oC dan
880 oC. Karakterisasi yang dilakukan meliputi uji Meissner dan pengukuran suhu
kritis. Uji Meissner dilakukan menggunakan nitrogen cair sebagai pendingin
sampel. Pada pengukuran suhu kritis digunakan metode Four Point Probe dengan
menggunakan peralatan Cryogenic Magnet “Cryotron FR” buatan Oxford.
Pengujian suhu kritis dilakukan menggunakan cairan helium dengan suhu yang
dapat dicapai sekitar 4,2 K. Dari pengujian yang telah dilakukan, diperoleh bahwa
suhu sintering mempengaruhi efek Meissner serta nilai suhu kritis bahan
superkonduktor. Dari pengujian yang telah dilakukan, didapatkan hasil bahwa
sampel yang dikarakterisasi dengan suhu sintering 860 oC memiliki nilai suhu
kritis paling tinggi dan terjadi efek Meissner lemah. Nilai suhu kritis yang
didapatkan pada sampel superkonduktor dengan suhu sintering 860 oC adalah
sekitar 49,9 K (-223,1 oC).
Kata kunci : superkonduktor PbSrCaCuO, efek Meissner, suhu kritis, metode
reaksi padatan
vii
CHARACTERIZATION SUPERCONDUCTOR Pb3Sr4Ca3Cu6Ox
WITH SINTERING TEMPERATURE VARIATONS USING
SOLID STATE REACTION METHOD
Efendi Yusuf Fajri
Physics Department, Mathematics and Sciences Faculty
Sebelas Maret University, Surakarta
ABSTRACT
Characterization material superconductors Pb3Sr4Ca3Cu6Ox with temperature
variations sintering uses solid state reaction method have managed to be done.
Method used in characterization of PSCCO superconductors is the solid state
reaction with temperature variations sintering, namely 850 oC, 860 oC, 870 oC and
880 oC. Characterization was about the Meissner test and critical temperature
measurement. Meissner test conducted using liquid nitrogen as a coolant sample.
On critical temperature measurement used method Four Point Probe using
Cryogenic Magnet equipment "Cryotron FR" artificial Oxford. Critical
temperature measurement using helium liquid with a temperature that can be
reached about 4.2 K. From the testing that has been done, found that the sintering
temperature affects the Meissner effect and the value of the critical temperature of
the material superconductors. From the testing that has been done, showed that
sample is syntesized with sintering temperature of 860 oC has the highest critical
temperature value and occurs weak Meissner effect. Critical temperature values
obtained on samples with sintering temperature superconductors 860 oC was about
49.9 K (-223.1 oC).
Keywords : superconductor PbSrCaCuO, Meissner effect, critical temperature,
solid state reaction method
viii
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum Wr.Wb.
Puji syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kepada Allah SWT yang
telah melimpahkan rahmat, karunia, nikmat, dan hidayah-Nya sehingga penulis
menyelesaikan skripsi dengan judul “Karakterisasi Bahan Superkonduktor
Pb3Sr4Ca3Cu6Ox Dengan Variasi Suhu Sintering Menggunakan Metode Reaksi
Padatan”. Skripsi ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat guna memperoleh
gelar sarjana Sains pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini dapat terselesaikan karena bantuan
dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkan
terima kasih kepada:
1. Bapak Drs. Usman Santosa, MS selaku pembimbing I yang telah memberikan
masukan, nasihat dan saran yang berharga serta meluangkan waktu, tenaga
dan pikiran untuk penulis selama masa bimbingan.
2. Bapak Dwi Teguh Rahardjo, S.Si., M.Si. selaku pembimbing II yang telah
memberikan masukan, nasihat dan saran yang berharga serta meluangkan
waktu, tenaga dan pikiran untuk penulis selama masa bimbingan.
3. Bapak Drs. Suharyana, M.Sc. yang telah memberikan masukan, nasihat dan
saran yang berharga serta meluangkan waktu, tenaga dan pikiran untuk
penulis selama masa penelitian demi lebih sempurnanya skripsi ini.
ix
4. Bapak Dr. (Eng) Risa Suryana, M.Si. selaku Pembimbing Akademik yang
senantiasa memberi nasehat, motivasi dan saran kepada penulis.
5. Seluruh dosen Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam Universitas Sebelas Maret yang telah mendidik dan mengajarkan
berbagai ilmu yang sangat berharga kepada penulis.
6. Bapak
Dr.
(Eng)
Agung
Imaduddin
selaku
Kepala
Laboratorium
Superkonduktor LIPI Serpong yang telah membantu dalam melakukan
pengukuran pengukuran suhu kritis.
7. Bapak dan Ibu tercinta yang selalu memberikan dukungan dan tuntunan dalam
kehidupan penulis.
8. Kakak-kakaku Aris, Bety, Candra dan Dedy yang telah memberikan teladan
pencapaian yang sukses sehingga menjadi dorongan tersendiri bagi penulis.
9. Vicka Pratiwi Putri yang selalu ada serta memberikan dukungan, waktu,
tenaga dan pikirannya untuk penulis.
10. Bapak Johan, Bapak Yunanto, Ibu Siska dan seluruh pengurus Laboratorium
Pusat MIPA UNS yang telah banyak membantu dalam menyelesaikan
penelitian ini.
11. Teman-temanku Agung PU, Adi MP serta teman-teman Fisika angkatan 2011
yang telah memberi dukungan dan motivasi kepada peneliti.
12. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah
membantu dalam menyelesaikan skripsi ini.
x
Penulis berharap semoga segala bantuan dan kebaikan Anda akan
mendapat balasan yang baik pula oleh Allah SWT. Akhir kata, penulis
berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat semua pihak yang
membutuhkan.
Surakarta, Desember 2015
Efendi Yusuf Fajri
xi
Pb3Sr4Ca3Cu6Ox DENGAN VARIASI SUHU SINTERING
MENGGUNAKAN METODE REAKSI PADATAN
Disusun Oleh:
EFENDI YUSUF FAJRI
M0211023
SKRIPSI
Diajukan untuk memenuhi sebagian
persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Sains
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
DESEMBER, 2015
i
HALAMAN PERSETUJUAN
SKRIPSI S1
Karakterisasi Bahan Superkonduktor Pb3Sr4Ca3Cu6Ox Dengan
Variasi Suhu Sintering Menggunakan Metode Reaksi Padatan
Disusun oleh :
EFENDI YUSUF FAJRI
M0211023
Telah disetujui oleh :
Pembimbing I
Pembimbing II
Drs. Usman Santosa, MS
Dwi Teguh Rahardjo, S.Si., M.Si.
NIP. 19510407 197503 1 003
NIP. 19680403 199802 2 001
ii
HALAMAN PENGESAHAN
Skripsi dengan judul
: Karakterisasi Bahan Superkonduktor Pb3Sr4Ca3Cu6Ox
Dengan Variasi Suhu Sintering Menggunakan Metode
Reaksi Padatan
Yang ditulis oleh
Nama
NIM
:
: Efendi Yusuf Fajri
: M0211023
Telah diuji dan dinyatakan lulus oleh dewan penguji pada
Hari
: Selasa
Tanggal
: 15 Desember 2015
Anggota Tim Penguji :
1. Ketua Penguji
Drs. Suharyana, M.Sc
NIP. 196112171 98903 1 003
(……………………………)
2. Sekretaris Penguji
Dr. Agus Supriyanto, S.Si., M.Si.
NIP. 19690826 199903 1 001
(……………………………)
3. Anggota Penguji I
Drs. Usman Santosa, MS
NIP. 19510407 197503 1 003
(……………………………)
4. Anggota Penguji II
Dwi Teguh Rahardjo, S.Si., M.Si.
NIP. 19680403 199802 2 001
(……………………………)
Disahkan pada tanggal
Kepala Program Studi Fisika
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Dr. Fahru Nurosyid., S.Si., M.Si
NIP. 19721013 200003 1 002
iii
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi saya yang berjudul
”KARAKTERISASI
BAHAN
SUPERKONDUKTOR
Pb3Sr4Ca3Cu6Ox
DENGAN VARIASI SUHU SINTERING MENGGUNAKAN METODE
REAKSI PADATAN” belum pernah diajukan untuk memperoleh gelar
kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga
belum pernah ditulis atau dipublikasikan oleh orang lain, kecuali yang secara
tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Surakarta, Desember 2015
Efendi Yusuf Fajri
iv
MOTTO
Allah akan meninggikan orang-orang yang beriman di antaramu dan
orang-orang yang diberi ilmu pengetahuan beberapa derajat.
(Q.S. Al Mujadilah:11)
Karena sesungguhnya
bersama setiap kesulitan ada kemudahan.
Sesungguhnya bersama setiap kesulitan ada kemudahan.
(Q.S. Al Insyirah: 5-6)
Barang siapa berjalan menuntut ilmu, maka Allah memudahkan jalan ke
surga.
(H.R. Muslim)
v
PERSEMBAHAN
Dengan memanjatkan puji syukur kepada Allah SWT,
kupersembahkan skripsi ini untuk:
Orang tuaku dan saudara-saudaraku yang selalu memberikan doa, dorongan
dan semangat disetiap hal yang saya upayakan.
Almamater
Universitas Sebelas Maret Surakarta
vi
KARAKTERISASI BAHAN SUPERKONDUKTOR Pb3Sr4Ca3Cu6Ox
DENGAN VARIASI SUHU SINTERING MENGGUNAKAN
METODE REAKSI PADATAN
Efendi Yusuf Fajri
Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sebelas Maret, Surakarta
ABSTRAK
Karakterisasi bahan superkonduktor Pb3Sr4Ca3Cu6Ox dengan variasi suhu
sintering menggunakan metode reaksi padatan telah dilakukan. Metode yang
digunakan dalam karakterisasi bahan superkonduktor PSCCO adalah metode
reaksi padatan dengan variasi suhu sintering, yaitu: 850 oC, 860 oC, 870 oC dan
880 oC. Karakterisasi yang dilakukan meliputi uji Meissner dan pengukuran suhu
kritis. Uji Meissner dilakukan menggunakan nitrogen cair sebagai pendingin
sampel. Pada pengukuran suhu kritis digunakan metode Four Point Probe dengan
menggunakan peralatan Cryogenic Magnet “Cryotron FR” buatan Oxford.
Pengujian suhu kritis dilakukan menggunakan cairan helium dengan suhu yang
dapat dicapai sekitar 4,2 K. Dari pengujian yang telah dilakukan, diperoleh bahwa
suhu sintering mempengaruhi efek Meissner serta nilai suhu kritis bahan
superkonduktor. Dari pengujian yang telah dilakukan, didapatkan hasil bahwa
sampel yang dikarakterisasi dengan suhu sintering 860 oC memiliki nilai suhu
kritis paling tinggi dan terjadi efek Meissner lemah. Nilai suhu kritis yang
didapatkan pada sampel superkonduktor dengan suhu sintering 860 oC adalah
sekitar 49,9 K (-223,1 oC).
Kata kunci : superkonduktor PbSrCaCuO, efek Meissner, suhu kritis, metode
reaksi padatan
vii
CHARACTERIZATION SUPERCONDUCTOR Pb3Sr4Ca3Cu6Ox
WITH SINTERING TEMPERATURE VARIATONS USING
SOLID STATE REACTION METHOD
Efendi Yusuf Fajri
Physics Department, Mathematics and Sciences Faculty
Sebelas Maret University, Surakarta
ABSTRACT
Characterization material superconductors Pb3Sr4Ca3Cu6Ox with temperature
variations sintering uses solid state reaction method have managed to be done.
Method used in characterization of PSCCO superconductors is the solid state
reaction with temperature variations sintering, namely 850 oC, 860 oC, 870 oC and
880 oC. Characterization was about the Meissner test and critical temperature
measurement. Meissner test conducted using liquid nitrogen as a coolant sample.
On critical temperature measurement used method Four Point Probe using
Cryogenic Magnet equipment "Cryotron FR" artificial Oxford. Critical
temperature measurement using helium liquid with a temperature that can be
reached about 4.2 K. From the testing that has been done, found that the sintering
temperature affects the Meissner effect and the value of the critical temperature of
the material superconductors. From the testing that has been done, showed that
sample is syntesized with sintering temperature of 860 oC has the highest critical
temperature value and occurs weak Meissner effect. Critical temperature values
obtained on samples with sintering temperature superconductors 860 oC was about
49.9 K (-223.1 oC).
Keywords : superconductor PbSrCaCuO, Meissner effect, critical temperature,
solid state reaction method
viii
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum Wr.Wb.
Puji syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kepada Allah SWT yang
telah melimpahkan rahmat, karunia, nikmat, dan hidayah-Nya sehingga penulis
menyelesaikan skripsi dengan judul “Karakterisasi Bahan Superkonduktor
Pb3Sr4Ca3Cu6Ox Dengan Variasi Suhu Sintering Menggunakan Metode Reaksi
Padatan”. Skripsi ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat guna memperoleh
gelar sarjana Sains pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini dapat terselesaikan karena bantuan
dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkan
terima kasih kepada:
1. Bapak Drs. Usman Santosa, MS selaku pembimbing I yang telah memberikan
masukan, nasihat dan saran yang berharga serta meluangkan waktu, tenaga
dan pikiran untuk penulis selama masa bimbingan.
2. Bapak Dwi Teguh Rahardjo, S.Si., M.Si. selaku pembimbing II yang telah
memberikan masukan, nasihat dan saran yang berharga serta meluangkan
waktu, tenaga dan pikiran untuk penulis selama masa bimbingan.
3. Bapak Drs. Suharyana, M.Sc. yang telah memberikan masukan, nasihat dan
saran yang berharga serta meluangkan waktu, tenaga dan pikiran untuk
penulis selama masa penelitian demi lebih sempurnanya skripsi ini.
ix
4. Bapak Dr. (Eng) Risa Suryana, M.Si. selaku Pembimbing Akademik yang
senantiasa memberi nasehat, motivasi dan saran kepada penulis.
5. Seluruh dosen Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam Universitas Sebelas Maret yang telah mendidik dan mengajarkan
berbagai ilmu yang sangat berharga kepada penulis.
6. Bapak
Dr.
(Eng)
Agung
Imaduddin
selaku
Kepala
Laboratorium
Superkonduktor LIPI Serpong yang telah membantu dalam melakukan
pengukuran pengukuran suhu kritis.
7. Bapak dan Ibu tercinta yang selalu memberikan dukungan dan tuntunan dalam
kehidupan penulis.
8. Kakak-kakaku Aris, Bety, Candra dan Dedy yang telah memberikan teladan
pencapaian yang sukses sehingga menjadi dorongan tersendiri bagi penulis.
9. Vicka Pratiwi Putri yang selalu ada serta memberikan dukungan, waktu,
tenaga dan pikirannya untuk penulis.
10. Bapak Johan, Bapak Yunanto, Ibu Siska dan seluruh pengurus Laboratorium
Pusat MIPA UNS yang telah banyak membantu dalam menyelesaikan
penelitian ini.
11. Teman-temanku Agung PU, Adi MP serta teman-teman Fisika angkatan 2011
yang telah memberi dukungan dan motivasi kepada peneliti.
12. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah
membantu dalam menyelesaikan skripsi ini.
x
Penulis berharap semoga segala bantuan dan kebaikan Anda akan
mendapat balasan yang baik pula oleh Allah SWT. Akhir kata, penulis
berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat semua pihak yang
membutuhkan.
Surakarta, Desember 2015
Efendi Yusuf Fajri
xi