Abstrak

---

Bahan magnetoelektrik adalah bahan yang memiliki parameter keteraturan (order parameter) polarisasi listrik spontan dan magnetisasi sehingga dapat diaplikasikan untuk bahan penyimpan data (devais memori). Bahan magnetoelektrik dapat berupa bahan komposit yang merupakan campuran dari bahan yang bersifat feroelektrik dan bahan yang bersifat magnetik. Terdapat juga bahan magnetoelektrik yang terdiri dari satu struktur kristal atau senyawa dengan kontribusi sifat magnetoelektrik diberikan oleh atom-atomnya. Kebanyakan bahan magnetoelektrik ini didapatkan pada senyawa yang berfasa perovskit (ABO3) dengan struktur yang lebih sederhana. Namun dewasa ini senyawa yang berfasa Aurivillius (Bi2An-1BnO3n+3, n = 2, 3, 4 …,) mulai dilirik sebagai kandidat untuk bahan magnetoelektrik karena dapat mengandung kation yang bersifat feroelektrik dan kation yang bersifat magnetik. Disamping itu senyawa Aurivillius yang dapat terdiri dari beberapa lapis seperti 2, 3, 4,..., menyebabkan peluang untuk mendapatkan bahan magnetoelektrik semakin besar. Bahan magnetoelektrik yang berfasa Aurivillius ini banyak diteliti karena memiliki suhu transisi feroelektrik (Tc) yang cukup tinggi. Kami sudah melaporkan senyawa magnetoelektrik yang berbasis fasa Aurivillius Pb1-xBi4+xTi4-xMnxO15 dengan Tc feroelektrik sekitar 800 K. Namun jumlah kation magnetik (Mn3+) dalam sampel sangat sedikit sekali yaitu kecil dari 0,6 mol dan bersifat paramagnetik. Pendopingan kation Ln3+ diketahui efektif untuk meningkatkan sifat feroelektrik senyawa Aurivillius. Pendoping kation La3+ dan Nd3+ pernah kami lakukan untuk senyawa Sr1-xBi3+xLnTi4-xMnxO15, namun sukar dalam mendapatkan fasa tunggal dan hanya satu komposisi yang dapat membentuk fasa tunggal untuk Ln = La3+ dan x = 0,6. Adanya kation Sr2+ dan Ln3+ lebih cendrung terbentuk fasa perovskit sehingga fasa Aurivillius bercampur dengan perovskit. Pada penelitian 3 tahun ini disintesis senyawa Aurivillius MBi4Ti4O15 (M = Pb2+ dan Ca2+) dengan pendopingan kation Ln3+ (La3+ dan Nd3+) dan Mn3+. Padan tahun pertama dan kedua telah dilakukan sintesis senyawa Aurivillius dengan beberapa formula dan teknik sintesis. Formula Ca1-xBi3+xLnTi4-xMnxO15 (Ln = La3+ dan Nd3+), Ca1- xBi3,5+xLn0,5Ti4-xMnxO15 (Ln = La3+ dan Nd3+), CaBi4-xLnxTi4O15 (Ln = La3+ dan Nd3+), Pb1- xBi3+xNdTi4-xMnxO15 telah disintesis dengan teknik lelehan garam. Formula Ca1-xBi3+xNdTi4- xMnxO15 dan Pb1-xBi3,5+xLa0,5Ti4-xMnxO15 disintesis dengan teknik hidrotermal. Fasa tunggal Aurivillius lapis empat untuk Ca1-xBi3+xLnTi4-xMnxO15 (Ln = La3+ dan Nd3+), Ca1-xBi3,5+xLn0,5Ti4- xMnxO15 (Ln = La3+ dan Nd3+) semuanya didapatkan untuk x 0, 0,2, 0,4, dan 0,6. Sampel CaBi4- xLnxTi4O15 (Ln = La3+ dan Nd3+) memperlihatkan fasa tunggal Aurivillius lapis empat untuk x = 0, 0,5, 1, dan 1,5. Sedangkan sampel Pb1-xBi3+xNdTi4-xMnxO15 fasa tunggal Aurivillius hanya didapatkan untuk x = 0 dan 0,3. Morfologi permukaan dari semua sampel adalah berupa lempengan kristal. Secara umum konstanta dielektrik dari sampel Ca1-xBi3+xLnTi4-xMnxO15 adalah meningkat dengan bertambah banyaknya kandungan Mn3+ dalam sampel begitu juga dengan sifat konduktifnya yang juga mengalami peningkatan dengan bertambahnya kadar Mn3+. Hal ini adalah akibat adanya double exchange antara Mn3+ dan Mn4+ yang ada dalam sampel. Sedangkan konstanta dielektrik untuk sampel CaBi4-xLaxTi4O15 didapatkan mengalami penurunan dengan bertambah banyaknya La3+ dalam sampel. Hasil penelitian ini sudah diseminarkan pada seminar nasional semirata Wilayah Barat pada Mei 2017 di Jambi. Kemudian hasil penelitian ini juga telah diseminarkan pada seminar internasional The 4th Internasional Seminar On Chemistry pada September 2017, seminar 3rd International Seminar on Chemistry (ISoC) pada bulan Juli 2018 di Surabaya, dan seminar International Conference on Basic Sciences and Its Application (ICBSA) Auguts 2018 in Padang. Hasil penelitian sudah dipublikasikan pada Research Journal of Chemistry and Environment Vol. 22(Special Issue II) August (2018), 4-9 yang terindek scopus dengan judul Synthesis and Structural Analysis