Pengaruh Komposisi Ca(Znx,Fe1-x)O3 terhadap Performa Konduktivitas Listrik

Abstract

Indonesia sebagai negara kepulauan dan memiliki deretan gunung api aktif memberikan dampak pada kekayaan sumber daya mineral. Beberapa diantaranya adalah besi, seng, dan kalsium. Mill scale merupakan limbah industri pengolahan baja yang biasanya dibuang maupun diekspor dengan harga yang sangat murah. Limbah mill scale banyak mengandung besi dalam berbagai fase, antara lain: magnetit (Fe3O4), goethite (FeO2H), wustite (FeO), hematit (α-Fe2O3), dll. Perovskit oksida telah menjadi salah satu kandidat yang menjanjikan karena sifat fisik dan kimianya, seperti perilaku redoks, mobilitas oksigen, elektronik, dan konduktivitas ionik. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh komposisi senyawa Ca(Znx,Fe1-x)O3 (x = 0; 0,1; 0,2; 0,3; 1,0) terhadap kinerja konduktivitas listrik. Sintesis hematit menggunakan cold-rolling mill scale 400 mesh, sedangkan senyawa Ca(Znx,Fe1-x)O3 (x = 0; 0,1; 0,2; 0,3; 1,0) disintesis menggunakan CaCO3, ZnO, dan hematit hasil sintesis dari mill scale. Kinerja konduktivitas listrik sampel Ca(Znx,Fe1-x)O3 (x = 0; 0,1; 0,2; 0,3; 1,0) diuji menggunakan multimeter digital UT61E UNI-T®. Studi ini mengungkap sintesis magnetit, Fe3O4, dari penggilingan kering skala pabrik, yang kemudian diidentifikasi sebagai hematit, α-Fe2O3, setelah kalsinasi. Sifat fisik senyawa Ca(Znx,Fe1-x)O3 sebelum dan sesudah kalsinasi juga diamati. Peningkatan doping Zn pada senyawa Ca(Znx,Fe1-x)O3 menghasilkan kinerja konduktivitas listrik yang lebih baik, namun doping Zn yang berlebihan dapat menimbulkan efek yang merugikan. Nilai kinerja konduktivitas listrik terbaik diamati pada x = 0,0; 0,1; 0,2; 0,3; dan 1,0, dengan nilai masing-masing 9, 9, 159, 60, dan 24 Ω-1.m-1. Selain itu, peningkatan suhu selama pengujian konduktivitas listrik menyebabkan penurunan kinerja, yang disebabkan oleh getaran fonon dan efek termoelektrik. Temuan penelitian ini diharapkan dapat diterapkan sebagai bahan semikonduktor pada pengembangan masa depan.