Kemagnetan Baru dan Superkonduktivitas / Fisika Suhu Rendah

Topik
Penelitian

Feromagnetisme  pada Nano-superkonduktor Bi2Sr2CaCu2O8+d

Nama
Peneliti

Malik Anjelh Baqiya, Fahmi Astuti, Darminto

Sampai saat ini, superkonduktor masih banyak diproduksi dalam bentuk bulk yang umumnya memiliki ukuran partikel dalam orde mikrometer (µm). Dalam penelitian ini, dilakukan sintesis superkonduktor serbuk berukuran kristal dalam orde nanometer (nm), yang disebut superkonduktor nano. Superkonduktor yang dipilih adalah berbasis Bi-Sr-Ca-Cu-O dengan fasa 2212, yaitu Bi2Sr2CaCu2O8+d (Bi-2212).  Superkonduktor tipe ini memiliki banyak aplikasi terutama karena suhu kritisnya (Tc) yang cukup tinggi, yaitu 85 K. Superkonduktor nano bertipe YBCO (YBa2Cu3O7-d) memiliki sifat feromagnetik pada keadaan normal di atas suhu kritis. Hal ini sangat mengejutkan karena superkonduktor pada umumnya merupakan material dengan sifat diamagnetik sempurna di bawah suhu Tc dan paramagnetik pada suhu kamar. Temuan inilah yang mendorong penelitian-penelitian yang lain terkait masalah sintesis material nano superkonduktor dan juga sifat magnetik yang muncul pada material superkonduktor nano ini. Serbuk Superkonduktor nano Bi-2212 disintesis dengan menggunakan metoda pencampuran basah, di mana seluruh bahan dasar dilarutkan sempurna menggunakan larutan asam HNO3. Metoda pencampuran basah ini telah terbukti efektif dalam mensintesis nanomaterial dengan ukuran partikel < 100 nm. Pengujian dengan menggunakan SQUID (superconducting quantum interference devices) memberikan Tc 80 K baik untuk sebuk superkonduktor nano Bi-2212 maupun (Bi,Pb)-2212. Perilaku histeresis yang terjadi memperlihatkan bahwa baik di sedikit di atas suhu suhu kritis maupun suhu kamar, superkonduktor nano Bi-2212 memiliki sifat feromagnetik.

 

 

super01

 Gambar 1. Hasil pengamatan dengan TEM sampel serbuk Bi-2212 yang berukuran di bawah 100 nm.

 

super02 super03

 

Gambar 2. Suhu kritis Tc sampel Bi-2212 yang disinter selama 8 jam dan (Bi,Pb)-2212 yang disinter selama 4 jam (kiri); (b) Kurva histeresis pada suhu 80 K dan 300 K untuk sampel 2212 yang disinter selama 8 jam (kanan).