Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"ABSTRAKTesis ini membicarakan model histeresis bahan ferroelektrik dengan meninjau teori dinding domain. Model dibuat melalui dua tahap. Pada tahap pertama membuat relasi anhisteresis Langevin dan Ising spin dengan memasukkan interaksi antar dipol. Pada tahap kedua histeresis ditinjau dengan teori dinding domain. Kurva model divalidasi dengan kurva eksperimen bahan PMN-PT-BT [ Pb(Mg,Nb)O3-PbTiO3-BaTiO3 ]. Diperoleh koefisien Pearson kurva model terhadap kurva eksperimen sebesar 0.9988. Dengan demikian kurva histeresis hasil simulasi adalah valid. Studi kurva histeresis bahan ferroelektrik PZT4 , PZT5A, PZT5H, PMNT [ Pb(Mg,Nb)TiO3 ] kristal tunggal, BZT [Ba(Zr,Ti)O3)], bahan BT-BZ (BaTiO3-BaZrO3) film tipis dan PZT [ Pb(Zr,Ti)O3 ] film tipis memperoleh harga koefisien Pearson r2 lebih besar dari 0.97 untuk model Langevin maupun Ising spin. Hal ini menunjukkan model Langevin maupun Ising spin baik digunakan untuk studi kurva histeresis berbagai bahan ferroelektrik. Bahan PZ26 (PbZrO3) kurang baik menggunakan model berbasis dinding domain, karena kurvanya tidak simetri.

---

ABSTRACTThis thesis addresses the modeling of hysteresis in ferroelectric materials through consideration of domain wall theory. The model is developed in two steps. In the first step, anhysteresis relation of Langevin and Ising spin is obtained with dipol interaction. In the second step, hysteresis is incorporated through consideration of domain wall theory. Curve model is validated through curve experiment PMN-PT-BT [ Pb(Mg,Nb)O3-PbTiO3-BaTiO3 ] material. Pearson coefficient for curve model is more than 0.99. So curve model is valid. Curve hysteresis ferroelectric studies of PZT4, PZT5A, PZT5H, PMNT [ Pb(Mg,Nb)TiO3 ] single crystal, BZT [ Ba(Zr,Ti)O3)], BT-BZ (BaTiO3-BaZrO3) thin film and PZT [ Pb(Zr,Ti)O3 ] thin film materials yields Pearson coefficient more than 0.97 for Langevin and Ising spin model. It shows that Langevin or Ising spin model is good for studying hysteresis curve of ferroelectric materials. PZ26 (PbZrO3) material is not appropriate with model based on domain wall theory, because of asymetri curve."

"Pada penelitain kali ini telah dirancang sebuah rangkaian Sawyer-Tower untuk bahan ferroelektrik dengan rangkaian kompensasi dan menggunakan tegangan tingi. Sistem yang digunakan terdiri dari Function Generator dengan output gelombang segitiga, Power Amplifier, Transformator tegangan tinggi (5000V),Frekuensi Counter, dan rangkaian Sawyer Tower yang memiliki rangkaian kompensasi sederhana serta pemrograman dengan meggunakan National Instrumen LabView 2010 yang akan menampilkan grafik histerisis dari bahan ferroelektrik. Dengan sistem ini telah berhasil memeperoleh PE loop dan penyimpanan data dalam bentuk ms.exel

---

In this instrumentation research it has been designed a Sawyer-Tower circuit for ferroelectric materials by using a voltage compensation circuit and high voltage. The system used consists of a function generator to provide a triangle wave output, power amplifier, high voltage transformer (5000V), frequency counter, and Sawyer-Tower circuit which has a simple compensation circuit and programming utilized the National Instruments LabVIEW 2010. The result of the program is the showcase hysteresis of ferroelectric materials . This system has been managed to obtain the P-E loop and data storage in the form of .xls, .txt, .word"

"Telah dilakukan penelitian terhadap bahan ZnO dengan doping Litium dan Nikel menggunakan metode Sol-Gel. Prekusor yang digunakan adalah Zinc Acetate dengan 2-Propanol sebagai bahan bakar. Nikel acetate dan Litium acetate digunakan sebagai bahan dopan. Temperatur proses sol-gel dijaga tetap 70-80oC. Proses kalsinasi dilakukan pada temperatur 300oC selama 2 jam. Sedangkan proses sintering dilakukan pada temperatur 600oC selama 4 jam. Material ZnO dan ZnO dengan doping Litium menghasilkan fasa tunggal, sedangkan ZnO dengan doping Nikel menghasilkan fasa lain yaitu NiO. Semua material yang dihasilkan meiliki sifat ferroelektrik. Kurva P-E hysterisis menunjukkan bahwa ZnO memiliki polarisasi remanen 0.032 ?C/cm2dan medan koersivitas listrik 0.88 kV/cm. ZnO doping Litium dengan berbagai konsentrasi terjadi peningkatan nilai polarisasi remanen dan penurunan medan koersivitas listrik. ZnO doping Nikel dengan konsentrasi at 1 dan 3 terjadi kenaikan remanen dan penurunan medan koersivitas namun pada ZnO doping Nikel dengan konsentrasi at 6 nilai polarisasi remanen menurun dan nilai koersifitas meningkat. Pada ZnO doping Nikel dan Litium dengan konsentrasi yang sama mengalami kenaikan remanen dan penurunan koersifitas, sedangkan pada ZnO doping Nikel dan Litium dengan konsentrasi berbeda mengalami penurunan remanen dan koersifitas meningkat dibandingkan dengan didoping dengan satu pendopingan.

---

Synthesis Li Ni co doped ZnO have been done with Sol Gel method. Zinc Acetate used as percussors materials and 2 propanol as fuel. Nickel Acetate and Lithium acetate used as dopant. Temperature Sol Gel process has been maintained between 60 80oC. The calcination process was performed at temperature 300oC for 2 hours and sintering process was performed at 600oC for 4 hours. The resulting materials ZnO and Li doped ZnO result single phase materials, but Ni doped ZnO has secondary phase NiO. All Synthesis materials has ferroelectric properties. P E loop hysteresis shows that ZnO have remnant polarization of 0.032 C cm2 and coercive field of 0.88 kV cm. Li doped ZnO showed an increase in the polarization remnant and a decrease in the coercive field. Ni doped ZnO on 1 at 3 at concentration showed an increase in the polarization remnant and decerease in the coercive field, howerver 6 at Ni doped ZnO showed an decrease in the polarization remnant and a increase in the coercive field. Li, Ni co doped ZnO with same concentration showed an increase in the polarization remnant and decerease in the coercive field, however Li, Ni co doped ZnO with different concentration showed a decreased in the polarization remnant and increaed in the coercive field compared by single doped ZnO."

"Film Ba0,5Sr0,5TiO3 doping Ga2O3 (BGST) telah berhasil dibuat di atas substrat Si(111) dengan proses penumbuhan larutan kimia 1 M larutan BGST [(BaxSr1-xTi1-yGay) O3-y/2] dan dilanjutkan dengan spin coating pada kecepatan putar 3000 rpm selama 30 detik. Karakterisasi yang dilakukan berupa struktur mikro menggunakan XRF, XRD dan SEM serta uji sifat ferroelektrik.Hasil XRF menunjukkan unsur-unsur pembentuk BST telah terdeposit. Sementara hasil XRD pada substrat Si(111) didapatkan nilai parameter kisi untuk BST, BGST (1%, 2% dan 4%) berturut-turut sebesar 3,9469Å, 3,9354Å, 3,8617Å dan 3,7550Å. Adapun bidang hkl yang muncul yaitu (100) untuk sampel BST dan BGST1M1%Si serta bidang (100) dan (110) untuk sampel BGST1M2%Si dan BGST1M4%Si.Hasil analisa SEM menunjukkan bahwa permukaan film BST maupun BGST dengan variasi doping masih heterogen.Hasil uji histerisis menunjukkan adanya hubungan yang linear antara nilai polarisasi dengan nilai medan listrik yang diberikan. Nilai polarisasi spontan memiliki hubungan yang berbanding terbalik dengan nilai parameter kisi suatu bahan. Polarisasi spontan hasil perhitungan berdasarkan posisi atom diperoleh untuk BGST1M1%Si, BGST1M2%Si dan BGST1M4%Si berturut-turut 51,6550(µC/ cm2 ) , (µC/ cm2 ) dan 56,7375 (µC/ cm2 ).A film of Ga2O3 doped Ba0.5Sr0.5TiO3 (BGST) is successfully make on silicon substrate (111) using chemical solution deposition process 1M BGST (BaxSr1-xTi1-yGay)O3-y/2 solution followed by spin coating process with spin velocity 3000 rpm for 30 second. Characterizations conducted are micro structure characterization using XRF, XRD and SEM and ferroelectric property.The result of XRF shows that the BST forming elements are already deposited. Where as the result of XRD on silicon substrate (111) shows the lattice parameter for BST, BGST (1%, 2% and 4%) are respectively as follow: 3.9469 Å , 3.9354 Å , 3.8617 Å and 3.7550 Å . In addition, the XRD result also show that the hkl plane observed is (100) plane for BST sample and BGST1M1%Si, and (100) and (110) planes for BGST1M2%Si and BGST1M4%Si.The result of SEM shows that the films surface of BST as well as BGST with various doping concentration are still heterogeneous.The result of hysterisis test shows the existence of directly proportional relationship between the polarization value and electric field value. The spontaneous polarization value is conversely proportional to the lattice parameter value of material. The spontaneous polarization value obtained from calculation based on atomic position for BGST1M1%Si, BGST1M2%Si and BGST1m4%Si are respectively as follow: 51.6550, 53.6454 and 56.7375 (µC/ cm2 )."

"Film BST 1M dan BST 1M doping Nb2O5 dengan variasi % doping (1%, 2%, 4%) dideposisikan pada substrat Si (111) dan gelas corning dengan metode penumbuhan CSD (chemical solution deposition) dengan teknik spin-coating pada kecepatan putar 3000 rpm selama 30 detik. Film yang terbentuk dilanjutkan dengan proses sintering pada temperatur 450ºC untuk substrat corning dan 850ºC untuk substrat Si (111) selama 3 jam. Sistem kristal dan orientasi film BST dan BNST diuji dengan difraksi sinar-X dan dilakukan penghalusan (refinement) dengan analisa Rietveld yaitu menggunakan GSAS.Hasil penghalusan dengan GSAS diperoleh fasa BST yang terkandung pada film BST 1M, BNST 1M 1%, 2% dan 4% (substrat silikon) bersesuaian dengan Ba0,5Sr0,5TiO3 (ICDD) dengan sistem kristal kubik dan parameter kisi (a) berturut-turut 3,944Å, 3,949Å, 3,950Å, 3,904Å. Sedangkan untuk film BNST 1M 1%, 2% dan 4% (substrat corning) bersesuaian dengan BaTiO3 (ICDD) dengan sistem kristal tetragonal dan parameter kisi (a=b) berturut-turut 3,997Å, 3,987Å, 3,996Å, parameter kisi (c) 4,051Å, 4,041Å, 4,058Å.Hasil SEM film BST dan BNST 1M menunjukkan bahwa morfologi permukaan belum merata dan belum homogen. Harga polarisasi spontan film pada substrat Si (111) untuk BNST 1M 1% adalah 72,100µC.cm-2, BNST 1M 2% adalah 71,680µC.cm-2 dan BNST 1M 4% adalah 51,440µC.cm-2. Sedangkan harga polarisasi spontan film pada substrat corning untuk BNST 1M 1% adalah 121,440µC.cm-2, BNST 1M 2% adalah 121,450µC.cm-2 dan BNST 1M 4% adalah 119,690µC.cm-2.

---

1M BST film and 1M Nb2O5 doped BST film with various Nb2O5 content (1%, 2% and 4%) are deposited on both silicon substrate and corning glass substrate, using CSD (chemical solution deposition) growth method by means of spin-coating technique with spin velocity 3000 rpm for 30 second. The resulted film is then followed by sintering process at 450ºC for corning glass substrate and 850ºC for silicon substrate for 3 hours. The crystal system and orientation of BST and BNST film are observed with X-ray diffraction and then the results are refined using Rietveld analysis feature in GSAS.

After refinement process using GSAS, the BST phase contained within the 1M BST film and 1M Nb2O5 doped BST films (Nb2O5 content: 1%, 2% and 4%) on silicon substrate is found to be equal to Ba0.5Sr0.5TiO3 phase (ICDD) with cubic crystal system and lattice parameter (a) respectively as follow: 3,944Å, 3,949Å, 3,950Å, 3,904Å. Whereas for 1M BNST films (Nb2O5 content: 1%, 2% and 4%) on corning glass substrate, the BST phase contained is found to be equal to BaTiO3 phase (ICDD) with tetragonal crystal system and lattice parameter (a=b) respectively as follow: 3,997Å, 3,987Å, 3,996Å and lattice parameter (c) respectively as follow: 4,051Å, 4,041Å, 4,058Å.

The SEM result of 1M BST and 1M BNST films show that the surface morphologies are not yet smooth and still heterogen. The spontaneous polarization value of the film on silicon substrate for BNST 1M 1% is 72,100µC.cm-2, BNST 1M 2% is 71,680µC.cm-2 and BNST 1M 4% is 51,440µC.cm-2. Whereas the spontaneous polarization value of the film on corning glass substrate for BNST 1M 1% is 121,440µC.cm-2, BNST 1M 2% is 121,450µC.cm-2 and BNST 1M 4% is 119,690µC.cm-2."

"Sifat ferroelektrik lapisan tipis BST yang didoping dengan In2O3 dan struktur kristal serta morfologi permukaannya telah diuji. Lapisan tipis BST 1M dan BST 1M doping In2O3 dengan variasi prosentase doping (1%, 2%, 4%) dideposisikan pada substrat Si (111). Proses penumbuhan lapisan tipis pada substrate menggunakan metode CSD (chemical solution deposition) dengan teknik spin-coating pada kecepatan putar 3000 rpm selama 30 detik. Proses annealing dilakukan pada temperatur 750ºC untuk substrat Si (111) selama 1 jam. Sistem kristal dan orientasi lapisan tipis BST dan BIST diuji dengan difraksi sinar-X dan dilakukan penghalusan (refinement) dengan analisa Rietveld menggunakan GSAS.Hasil penghalusan dengan GSAS diperoleh fasa BST yang terkandung pada Lapisan Tipis BST 1M, BIST 1M 1%, 2% dan 4% (substrat silikon) bersesuaian dengan Ba0,5Sr0,5TiO3 (ICDD) dengan sistem kristal kubik dan parameter kisi (a) berturut-turut 3,947Å, 3,953Å, 3,971Å, 3,970Å. Hasil SEM lapisan tipis BST dan BIST 1M menunjukkan bahwa morfologi permukaan relatif sudah homogen. Nilai polarisasi spontan Lapisan Tipis pada substrat Si (111) untuk BIST 1M 1% adalah 22,964µC.cm-2, BIST 1M 2% adalah 14,544µC.cm-2 dan BIST 1M 4% adalah 34,768µC.cm-2.

---

The ferroelectrics properties of BST thin film doped by In2O3 and crystal structure and its morphologic surface have been tested. The BST 1M and BST 1M thin films doped by In2O3 with varied percentage of doping (1%, 2%, 4%) are deposited on Si substrate (111). The process of growing thin films on Si substrate uses CSD (chemical solution deposition) method with spin-coating technique at spinning speed of 3000 rpm for 30 seconds. For Si substrate (111), annealing process runs at 750ºC for one hour.

Crystal system BST and BIST thin films orientation is tested using X-Ray diffraction, while refinement is conducted with rietveld analysis using GSAS. Refined items with GSAS produce BST phases contained in thin films of BST 1M, BIST 1M 1%, 2% and 4% (silicone substrate) corresponding to Ba0,5Sr0,5TiO3 (ICDD) with cubic crystal system and lattice constant (a) of 3,947Å, 3,953Å, 3,971Å, 3,970Å respectively. Results of BST and BIST thin films for SEM indicate that the surface morphology is relatively homogeneous. The values of thin film spontaneous polarization on Si substrate (111) for BIST 1M 1%, BIST 1M 2%, and BIST 1M 4% are respectively 22,964µC.cm-2, 14,544µC.cm-2, and 34,768µC.cm-2."

"(Ba0.5Sr0.5)1-xCuxTiO3 telah dihasilkan dari Ba0.5Sr0.5TiO3 (BST) yang doping Cu (x=1%, 2%, 4%) dengan metode Chemical Solution Deposition (CSD) dan proses spin coating (3000 rpm, selama 30 detik), di atas permukaan substrat Si (1 0 0) dan Pt/TiO2/SiO2/Si (2 0 0). Proses thermal hydrolisis, pyrolisis dilanjutkan dengan annealing pada suhu 8000C untuk pembentukan kristal. Hasil karakterisasi XRD dengan penghalusan GSAS, doping Cu (1%, 2% dan 4%) sudah masuk dalam BST menjadi kristal (Ba0.5Sr0.5)1-xCuxTiO3 dan menyebabkan perubahan jarak antar kisi dari kristal. Analisa struktur, mikrostruktur, morfologi dan topografi lapisan (Ba0.5Sr0.5)1-xCuxTiO3 berpengaruh terhadap hasil karakterisasi sifat listrik (polarisasi dan konstanta dielektrik). Polarisasi (spontan dan remanen) untuk BST murni lebih besar dibandingkan dengan BST yang di-doping Cu, tetapi doping Cu memperkecil medan koersif lapisan. Penggunaan substrat Pt/TiO2/SiO2/Si untuk penumbuhan lapisan (Ba0.5Sr0.5)1-xCuxTiO3, dapat memperkecil medan koersif dibandingkan dengan substrat Si. Telah dihasilkan konstan dielektrik dari lapisan (Ba0.5Sr0.5)1-xCuxTiO3 sebesar 900. Karakterisitik dielektrik dan medan koersif yang rendah dari penumbuhan lapisan BST diatas permukaan substrat, sangat baik untuk switching pada aplikasi memori ferroelektrik.

---

(Ba0.5Sr0.5)1-xCuxTiO3 fabricated from Ba0.5Sr0.5TiO3 (BST) with doping Cu (x=1%, 2%, 4%) used Chemical Solution Deposition (CSD) method and spin coating (3000 rpm, 30 second) process, on substrate Si (1 0 0) and Pt/TiO2/SiO2/Si (2 0 0). The Thermal process, hydrolisis, pyrolisis and annealing at temperature 8000C for crystallization. Characterization used XRD with refinement GSAS, doping Cu (1%, 2% dan 4%) doped in BST became crystal (Ba0.5Sr0.5)1-xCuxTiO3 and changed lattice parameter of crystal. The structure, microstructure, morphology and topography of film (Ba0.5Sr0.5)1-xCuxTiO3 were analyzed and correlated to electronic properties of film (Polarization and Dielectric). The undoped BST had more high polarization (spontant and remanent) than BST with doping Cu, but doping Cu made decrease coersive field of film. The used substrate Pt/TiO2/SiO2/Si for growthing of film (Ba0.5Sr0.5)1-xCuxTiO3, could more decrease coersive field than used substrate Si. The dielectric constant of film (Ba0.5Sr0.5)1-xCuxTiO3 are 900. The dielectric properties, low coersive field of growth BST films on substrate propose for utilization in switching ferroelectric memory."

"The book deals with perovskite-type ferroelectric solid solutions for modern materials science and applications, solving problems of complicated heterophase/domain structures near the morphotropic phase boundary and applications to various systems with morphotropic phases. In this book domain state–interface diagrams are presented for the interpretation of heterophase states in perovskite-type ferroelectric solid solutions. It allows to describe the stress relief in the presence of polydomain phases, the behavior of unit-cell parameters of coexisting phases and the effect of external electric fields. The novelty of the book consists in (i) the first systematization of data about heterophase states and their evolution in ferroelectric solid solutions (ii) the general interpretation of heterophase and domain structures at changing temperature, composition or electric field (iii) the complete analysis of interconnection domain structures, unit-cell parameters changes, heterophase structures and stress relief."

"Minat bahan feroelektrik saat ini berkembang karena aplikasi yang melibatkan berbagai komponen listrik dengan inti feroelektrik. Perancangan alat ukur sifat feroelektrik juga perlu dikembangkan untuk mendukung penelitian sifat-sifat bahan feroelektrik seperti histeresis. Oleh karena itu, diperlukan sistem yang terintegrasi dan proses karakterisasi histeresis yang sepenuhnya otomatis serta ketidakpastian pengukuran parameter yang diperoleh. Melalui penelitian ini, dibangun sistem instrumentasi yang bertujuan untuk menelusuri kurva histeresis suatu sampel dengan bahan feroelektrik. Sampel feroelektrik diberi tegangan listrik tinggi yang dapat dikontrol untuk menghasilkan medan listrik yang dapat menimbulkan sifat kapasitansi dan polarisasi pada sampel. Pengukuran data polarisasi, medan listrik dan pembentukan kurva histeresis yang dihasilkan sampel dilakukan pada aplikasi LabVIEW. Hasil tracking kurva untuk sampel piezoelektrik buzzer menghasilkan nilai medan koersif negatif sebesar -35.000 V/m dan nilai medan koersif positif sebesar 40.000 V/m serta nilai polarisasi remanen positif sebesar 0,32 C/m2 dan polarisasi remanen negatif nilai -0,255 C/m2 untuk penggunaan kapasitor. referensi 2.2uF. Hasil tersebut menunjukkan bahwa sampel piezoelektrik buzzer dapat menghasilkan kurva histeresis berdasarkan hasil tracking.

---

Interest in ferroelectric materials is currently growing due to applications involving various electrical components with ferroelectric cores. It is also necessary to develop a design for measuring ferroelectric properties to support research on the properties of ferroelectric materials such as hysteresis. Therefore, we need an integrated system and a fully automatic hysteresis characterization process and the uncertainty of the measurement of the parameters obtained. Through this research, an instrumentation system was built which aims to trace the hysteresis curve of a sample with ferroelectric materials. The ferroelectric sample is given a high electric voltage that can be controlled to produce an electric field that can cause capacitance and polarization properties in the sample. The measurement of the polarization data, electric field and the formation of the hysteresis curve generated by the sample is carried out in the LabVIEW application. The results of the tracking curve for the piezoelectric buzzer sample resulted in a negative coercive field value of -35,000 V/m and a positive coercive field value of 40,000 V/m and a positive remanent polarization value of 0.32 C/m2 and a negative remanent polarization value of -0.255 C/m2. for capacitor use. 2.2uF reference. These results indicate that the piezoelectric buzzer sample can produce a hysteresis curve based on the tracking results."

"Fenomena pembalikan polarisasi pada material film tipis BST akan dipelajari dengan menggunakan pendekatan seperti pada material ferroelektrik Bulk. Pendekatan statis dan dinamis akan dilakukan dengan menggunakan persamaan energi bebas Landau - Devonshire (LD) dan persamaan Landau - Kalathikov (LK) untuk memperlihatkan hasil minimum dan maximum dari arus pembalikan polarisasi. Dengan menggunakan pendekatan respon medan listrik yang bersifat sinusoidal akan diperlihatkan pula loop histerisis dengan memvariasikan frekuensi dan amplitudo dari medan listrik yang diberikan.

---

Switching phenomenon in BST Thin film will be considered by approaching of Bulk ferroelectric material. Static and dynamic approach will be formulated by combination of Landau - Devinshire (LD) and Landau - Kalathikov (LK) equation for determined maximum and minimum of switching current. Hysterisis loop was developed using sinusoidal electrical field response by variation in frequency and amplitude of electrical field."