Sintesis material SrBi4Ti4O15 terdoping Nd dengan metode lelehan garam NaCl-KCl

INDONESIA:

Senyawa feroelektrik SrBi4Ti4O15 merupakan senyawa golongan Aurivillius lapis empat yang memiliki potensi aktivitas fotokatalis yang baik dengan energi celah pita 3,0 eV. Namun energi celah pita tersebut hanya mampu bekerja pada sinar UV dan salah satu usaha untuk menurunkan energi celah pitanya adalah dengan melalukan pendopingan dengan logam tanah jarang. Dalam penelitian ini dilakukan sintesis SrBi4Ti4O15 terdoping Nd3+ (SrBi4-xNdxTi4O15 (x=0,05; 0,1; 0,15; dan 0,2)) dengan menggunakan metode lelehan garam NaCl-KCl pada suhu 720, dan 750 oC. Sampel hasil sintesis dikarakterisasi dan dianalisa menggunakan teknik difraksi sinar-X (XRD) untuk mengetahui struktur kristal yang terbentuk. Instrumen scanning electron microscopy�-energy dispersive spectroscopy (SEM-EDS) untuk mengetahui morfologi dan komposisi unsur senyawa. Energi celah pita senyawa SrBi4Ti4O15 diukur dengan menggunakan spektroskopi UV-Vis DRS. Data difraktogram menunjukkan bahwa senyawa SrBi4-xNdxTi4O15 berhasil disintesis dan ditemukan fasa pengotor Bi4Ti4O12, SrTiO3�, dan TiO2 pada setiap sampel serta Bi2O3 pada x=0,2. Data SEM-EDS menunjukkan partikel berbentuk plate-like dan ditemukan aglomerasi yang berkurang dengan bertambahnya doping dengan unsur penyusun yaitu Sr, Bi, Ti, O dan Nd. Hasil perhitungan dengan menggunakan persamaan Kubelka-Munk pada spektra reflektan menunjukkan bahwa senyawa SrBi4Ti4O15 terdoping Nd3+ mempunyai energi celah pita di sekitar 2,6 eV.

ENGLISH:

The ferroelectric compound SrBi4Ti4O15 is a fourth-layer Aurivillius compound which has good photocatalytic activity potential with a band gap energy of 3.0 eV. However, the band gap energy is only able to work on UV light and one of the efforts to reduce the band gap energy is by doping with rare earth metals. In this study, Nd3+ doped SrBi4Ti4O15 (SrBi4-xNdxTi4O15 (x= 0.05; 0.1; 0.15; and 0.2)) was synthesized using the molten method of NaCl-KCl salt at a temperature of 720, and 750 oC. The synthesized samples were characterized and analyzed using X-ray diffraction (XRD) techniques to determine the crystal structure formed. Scanning electron microscopy-energy dispersive spectroscopy (SEM-EDS) instrument to determine the morphology and elemental composition of compounds. The band gap energy of the SrBi4Ti4O15 compound was measured using DRS UV-Vis spectroscopy. The diffractogram data showed that the compound SrBi4-xNdxTi4O15 was successfully synthesized and the impurity phases were Bi4Ti4O12, SrTiO3 and TiO2 in each sample and Bi2O3 at x=0.2. SEM-EDS data showed that the particles were plate-like and found agglomeration which decreased with increasing doping with the constituent elements, namely Sr, Bi, Ti, O and Nd. The results of calculations using the Kubelka-Munk equation on the reflectance spectra show that the Nd3+ doped SrBi4Ti4O15 compound has a band gap energy of around 2.6 eV.

ARAB:

المركبات الفير وكهربئي SrBi4Ti4O15 هو المزكبات من مجموعة Aurivillius في الطبقة الرابعة التي لديها إمكانات جيدة للنشاطمحفج ضوئي مع طاقة فجوة نطاقية تبلغ 3,0 eV.. إحدى العوامل المؤثرة للنشاط محفز ضوئي هي معدل تأشيب ثقب الإلكترون وإحدى الجهود لحرج عليها هي عن طريق تعاطي المنشطات مع المعادن الأرضية النادرة. ومن ناحية أخرى، يمكن أن يؤدي تعاطي المنشطات بالمعادن الأرضية نادرة أيضًا إلى تقليل طاقة فجوة النطاق. قام في هذا البحث توليف SrBi4Ti4O15 مخدر Nd3+ (SrBi4-xNdxTi4O15 (x= 0,05; 0,1; 0,15; dan 0,2)) باستخدام ذوبان ملح NaCl-KCl في دراجة الحرارة 720 و750 oC. تميز وتحلل عينة حصول التوليف باستخدام تقنية حيود الأشعة السينية (XRD) لمعرفة تشكل الهيكال بلوري. كان أدوات المسح الطيفي المشتت لطاقة المجهر الإلكتروني (SEM-EDS) لمعرفة التشكل والتكوين عناصر المركبات. عايرت طاقة فجوة النطاق للمركب SrBi4Ti4O15 باستخدام التحليل الطيفي UV-Vis DRS. ظهرت بيانات الحيود أن تصنيع المركاب SrBi4-xNdxTi4O15 بنجاح وتم العثور على مرحلة شوائب Bi4Ti4O12 و SrTiO3 و TiO2.. ودلت البيانات SEM-EDS ذرة في شكل plate-like ووجدت التكتل التي نقصت مع زيادة تعاطي المنشطات مع العناصر المكونة يعني Sr, Bi, Ti, O و Nd. ودلت نتائج الحسابيات باستخدام معادلة Kubelka-Munk على الإنعكاس الطيفي أن المركبات SrBi4Ti4O15 Nd-doped طاقة فجوة النطاق حوالي 2.6 فولت.