LAPORAN

SINTESIS SENYAWA PEROVSVKIT Ba_1-xSr_xTiO₃ (x = 0,0; 0,1) MELALUI SINTERING DAN KARAKTERISASI STRUKTUR DAN DIELEKTRISITAS

A. TUJUAN

1.      Mahasiswa dapat mengetahui fasa murni BaTiO3 dan Ba0,7Sr0,3TiO3

2.      Mahasiswa dapat mengetahui parameter kisi BaTiO3, Ba0,7Sr0,3TiO3 dan data standar ICSD dengan software PCW23

3.      Mahasiswa dapat mengetahui pengaruh doping Sr terhadap struktur kristal

4.      Mahasiswa mampu membandingkan nilai dielektrisitas dari BaTiO3 dan sesudah didoping dengan Sr.

5.      Mahasiswa mampu Menganalisis data X-RF komposisi unsur hasil eksperimen Ba_0,7Sr_0,3TiO₃

B.  DASAR TEORI

Ferroelektrik merupakan material elektronik khusunya dielektrik yang terpolarisasi spontan dan memiliki kemampuan untuk mengubah  arah listrik internalnya. Polarisasi yang terjadi merupakan hasil dari penerapan medan yang mengakibatkan adanya ketidaksimetrisan struktur kristal pada suatu material ferroelektrik.

Penelitian terhadap material ferroelektrik sangat menjanjikan terhadap perkembangan device generasi baru sehubungan dengan sifat-sifat unik yang dimilikinya. Penerapan material ferroelektrik berdasarkan sifat-sifatnya adalah sifat histerisis dan tetapan dielektrik yang tinggi dapat diterapkan pada sel memori Dynamic Random Acsess Memory (DRAM), sifat piezo-elektrik  dapat digunakan sebagai mikroaktuator dan sensor, sifat polaryzability dapat diterapkan sebagai  Non Volatile Ferroelectric Random Acsess Memory (NVFRAM), sifat pyroelektrik dapat diterapkan pada sensor infra merah dan sifat elektro-optik dapat diterapkan pada switch termal infra merah. Penggunaan film tipis ferrolektrik sebagai memori keuntungannya  bila dibandingkan dengan sistem magnetik. Sistem magnetik hanya mampu menyimpan 105 bit/cm2, sedangkan memori yang terbuat dari ferroelektrik mampu menyimpan hingga 108 bit/cm2. Keuntungan lain adalah sebagai memori permanent yang mampu menekan kehilangan informasi selama proses berulang.

·        Barium Titanat

Barium titanat (BaTiO₃), pertama kali diteliti pada awal tahun 1940an oleh peneliti-peneliti dari Amerika, Jepang dan Rusia. Barium titanat pada saat ini merupakan material ferroelektrik yang sangat cepat perkembangan penelitiannya. Hal ini menarik karena barium titanat mempunyai struktur kristal perovskite yang sederhana, hal ini dapat mempermudah pemahaman tentang material ferroelektrik itu sendiri. Barium titanat mudah diaplikasi karena dalam segi kimia maupun mekanik lebih stabil dan mempunyai temperatur curie yang mendekati temperatur kamar dibandingkan material ferroelektrik lainnya. Aplikasi dari barium titanat antara lain sebagai kapasitor baik sebagai kapasitor multilayer maupun kapasitor single layer, sebagai sensor tekanan dan sensor suh

Sruktur Kristal dari Barium Titanat ( BaTiO₃ )

Barium titanat mempunyai struktur kristal perovskite yang mengacu pada struktur kristal kalsium titanat (CaTiO₃). Dalam struktur kalsium titanat, terdapat beberapa kation besar yang dapat membentuk struktur close pack berasamaan dengan oksigen. Ion-ion kalsium dan oksigen secara bersama membentuk bangunan cubic close packing dengan ion Ti⁴⁺ yang kecil menempati posisi interstitial oktahedron. Termasuk dalam struktur ini, BaTiO₃, SrTiO₃, CaZrO₃, SrSnO₃. Dalam struktur ini dimungkinkan untuk mensubtitusi sebagian dari kation-kationnya, seperti dalam (BaSr)TiO₃, Pb(MnNb)O_3. Dalam satu kristal perovskite barium titanat, terdapat satu atom barium, satu atom titanium dan tiga atom oksigen. Gambar  menunjukkan struktur kristal perovskite dari barium titanat (BaTiO₃).

Gambar Struktur kristal perovskite dari Barium  Titanat (BaTiO₃)

Perubahan Struktur Kristal dari Barium Titanat (BaTiO₃)

Barium titanat mempunyai 5 struktur kristal yang berbeda yaitu hexagonal, kubik, tetragonal, orthorhombik dan rhombohedral. Struktur kristal hexagonal dan struktur kristal kubik dari barium titanat mempunyai sifat paraelektrik, sedangkan pada struktur kristal tetragonal, orthorhombik dan rhombohedral dari barium titanat mempunyai sifat sebagai material ferroelektrik.

Gambar Perubahan struktur kristal dari Barium Titanat

Pada temperatur diatas 1460 ^oC barium titanat mempunyai struktur kristal hexagonal. Pada saat terjadi pendinginan pada suhu 1460 ^oC, terjadi perubahan struktur kristal dari hexagonal menjadi kubik. Keadaan yang sangat penting terjadi pada temperatur 120 ^oC karena pada temperatur ini, barium titanat bertransformasi secara spontan dari paraelektrik menjadi ferroelektrik. Struktur kubik akan terpolarisasi sehingga kisi kristal akan berubah sekitar 1% dan akibatnya struktur kristal berubah menjadi tetragonal. Pada keadaan ini, atom titanium akan bergeser keatas sebesar 0,006 nm, sehingga bagian atas akan bermuatan positif dan bagian bawah akan bermuatan negatif. Akibatnya, struktur kristal barium titanat akan berubah dari kubik menjadi tetragonal. Hal ini sangat penting untuk dapat menjelaskan proses dielektrik material.

Gambar Struktur Tetragonal dari BaTiO₃ (a) posisi atom dalam 3 dimensi (b) posisi atom dalam 2 dimensi.

Sifat dielektrik dari single crystal barium titanat pertama kali diteliti oleh Merz. Pada struktur kristal kubik hanya ada satu konstanta dielekrik, sedangkan pada struktur kristal tetragonal terdapat dua yaitu κ_a dan κ_c. Kedua konstanta ini dapat diukur pada satu kristal tunggal. Pada struktur kristal orthorhombik dan rhombohedral sangat sulit menjelaskan konstanta dielektriknya. Pada gambar menunjukkan konstanta dielektrik terhadap fungsi dari temperatur. Pada gambar ini, hanya harga konstnta dielektrik pada struktur kristal tetragonal yang mempunyai arti yang jelas. Harga konstanta dielektrik mencapai harga yang terbesar pada saat temperatur pada barium titanat terletak pada titik temperatur curie. Pada saat temperatur 120 ^oC konstanta dielektrik dari barium titanat mempunyai harga sebesar 10000. Seperti dijelaskan sebelumnya, pada temperatur ini, barium titanat terjadi polarisasi spontan dari paraelektrik menjadi ferroelektrik. Kristal barium titanat menjadi metastabil sehingga terjadi perubahan fasa antara kubik menjadi tetragonal. Akibatnya harga dari konstanta dielektrik dari barium titanat mempunyai harga yang tinggi^[4].

Gambar Konstanta dielektrik dari Barium Titanat (BaTiO₃) terhadap fungsi temperatur

Barium titanat mempunyai keuntungan yaitu temperatur curie (Tc) yang mendekati temperatur kamar dibandingkan material ferroelektrik lainnya. Tabel menunjukkan perbandingan temperatur curie barium titanat.

Tabel  Temperatur curie material ferrolektrik

Material Ferroelektrik	Tc (oC)
Barium Titanate, BaTiO3	120
Potassium niobate, KNbO3	434
Potassium dihydrogen phosphate, KDP, KH2PO4	-150
Lead Titanate, PbTiO3	490
Lithium Niobate, LiNbO3	1210
Bismuth Titanate, Bi4Ti3O12	675

 Gambar  menunjukan skema orientasi polarisasi kristal barium titanat yang menjelaskan bahwa terdapat harga konstanta dielektrik yang berlainan. κ_a adalah konstanta dielektrik pada keadaan vektor polarisasi sejajar dan κ_c konstanta dielektrik pada keaadan vektor polarisasi tegak lurus. Hal ini menunjukkan bahwa arah orientasi polarisasi dapat menentukan harga dari konstanta dielektrik itu sendiri.

Metode sintesis material fungsional pada umumnya dapat dilakukan secara fisika atau secara kimia atau gabungan keduanya. Secara fisika sintesis bahan dapat dilakukan melalui proses sintering, parsial melting, atau melting. Proses melting dilakukan dengan tujuan membentuk kristal tunggal, proses partial melting ditempuh untuk memperoleh polikristal yang terorientasi. Sedangkan proses sintering dipilih untuk mendapatkan material yang orientasi butirannya random atau polikristal. Unutk kajian awal, sintering merupakan pilihan utama dan paling banyak digunakan karena merupakan proses yang murah dan cepat. Proses presipitasi atau kopresipitasi merupakan contoh sintesis melalui reaksi kimia. Kedua cara kimia maupun fisika di atas digunakan untuk mensintesis material bulk.

·        Barium Strontium Titanat

Barium Strontium Titanat (BST) merupakan salah satu bahan maju untuk aplikasi sirkuit terpadu (IC). Secara khusus, BST memiliki potensi penting untuk digunakan sebagai sel penyimpan muatan dalam DRAM (Dynamic Random Access Memori) karena memiliki konstanta dielektrik tinggi. Konstanta dielektrik senyawa ini dapat mencapai 20000 dalam keramik BST bulk.

Ba_1-xSr_xTiO₃, memiliki struktur perovskit ABX₃, yang ditunjukkan pada Gambar 1. Tingginya konstanta dielektrik merupakan hasil dari perpindahan ion Ti dari pusat oksigen oktahedral. Berdasarkan penelitian Ba_1-xSr_xTiO₃ menunjukkan kelarutan padat(solid solubility) penuh atas semua rentang komposi, dengan struktur kubik pada suhu kamar untuk rentang 0,3 < x < 1, menjadi tetragonal untuk 0 £ x  £ 0,3. Parameter kisi mulai dari 3,905 A untuk SrTiO₃, dengan a = 3,994 Å dan c = 4,038 Å untuk BaTiO₃ untuk BST bulk. Untuk aplikasi DRAM, bentuk kubik BST lebih disukai, dengan konstanta dielektrik yang tinggi dicapai dekat pada x = 0,3. Distorsi tetragonal dari BST terkait dengan transisi paraelektrik-ke-feroelektrik dekat dengan suhu kamar untuk komposisi Ba_0,7Sr_0,3TiO₃.

Gambar 1.  Struktur kristal perovskit (Ba,Sr)TiO₃.

Teori Dielektrisitas

Secara sederhana bahan dielektrik adalah bahan yang tidak memiliki muatan bebas atau semua partikel bermuatannya terikat kuat pada molekul penyusunnya. Senyawa ini termasuk dalam kelompok kristal non-sentrosimetrik. Jika dikenai medan listrik, material dielektrik tidak menghantarkan arus listrik E, tetapi akan timbul pergeseran listrik D.

Dalam bahan dielektrik, kumpulan momen dipol p membentuk polarisasi P, yakni jumlah momen dipol persatuan volume. Untuk suatu Kristal, polarisasi merupakan jumlah momen dipole dalam suatu sel satuan dibagi dengan volume sel. Jika bahan mengandung jumlah molekul persatuan volume sebanyak N, dan masing-masing memiliki momen p, maka polarisasinya dapat didefinisikan sebagai

                                                P= Np  ……………………………………..(1)

Dalam kasus ini P, E, p, dan D merupakan besaran berarah.  Menurut persamaan Maxwell tentang pergeseran,

                                                D= µ₀  (E + P) ............................................ (2)

Dengan D adalah pergeseran (displacement) atau induksi listrik, µ₀  adalah dielektrisitas bahan dalam ruang hampa, E adalah medan listrik, dan P adalah polarisasi. Polarisasi dapat dikelompokkan dalam beberapa jenis, diantaranya yaitu, polarisasi elektronik, polarisasi ionik, polarisasi dipolar, polarisasi muatan ruang.

Secara eksperimen konstanta dielektrik dapat diperoleh dari pengukuran kapasitansi listrik. Pada kesempatan ini hanya dibahas pengukuran DC. Kapasitansi merupakan ukuran kemampuan dua konduktor dalam menyimpan muatan Q, ketika beda potensial V diterapkan yang memenuhi persamaan

C = Q/V =    = Farad (F) ……….…………. (3)

Kapasitansi suatu kapasitor kosong sangat ditentukan oleh geometri. Konstanta kesebandingan didefinisikan sebagai εo merupakan permitivitas ruang hampa. Selanjutnya kapasitansi kapasitor lempeng sejajar memiliki persamaan

Co =  …………………………………… (4)

Dengan q : muatan listrik (C), d : jarak (m), dan A : luas (m²)

Ketika suatu bahan disisipkan diantara plat sejajar, kapasitansi menjadi bertambah. Konstanta dielektrik dituliskan seperti pada persamaan (5).

K =  =  =  ………………………………......  (5)

Dengan  merupakan permitivitas bahan dielektrik dalam F/m.

C.  METODE PENELITIAN

Alat dan Bahan

Alat

1.      Neraca digital

2.      Mortar dan pestel

3.      Alat cetak/ dies

4.      Alat penekan hidrolik

5.      Tungku listrik/furnace

6.      DC capacitance

7.      Set pengukur I-V

8.      XRF PanAnalytical

9.      XRD Pan Analytical

Bahan

1.      BaCO₃

2.      SrCO₃

3.      TiO₂

Prosedur Eksperimen

1.      Membuat persamaan reaksi untuk membuat Ba_1-xSr_xTiO₃ dengan (1) x = 0 atau BaTiO₃ dan  (2) x =0,3 atau Ba_0,7Sr_0,3TiO₃ dari bahan awal yang disediakan.

2.      Menghitung masing masing bahan dasr jika ingin membuat senyawa hasil reaksi sebesar 1 gram.

3.      Metimbang bahan dasar tersebut sesuai hasil b

4.      Meuangkan masing masing dalam mortar, dan gerus sampai homogen dan halus. Pada proses ini dapat digunakan mesin milling.

5.      jika sudah cukup halus selanjutnya memasukkan dalam dies dan cetak menjadi pil. Menimbang sampel ini.

6.      pil atau sampel pelet itu masukkan dalam cawan alumina atau cawan keramik. Lalu memasukkan dalam tungku listrik. Membuat program sintering sebagai berikut. Memanaskan dari temperatur ruang sampai 1000 ^oC delgan laju kira-kira 6 sampai 10 ^oC per menit. Mudahnya mencapai temperatur 1000 ^oC tersebut pada 6 jam. Tahan lah pada 1000 ^oC selama sekitar 10 sampai 48 jam. Lalu menurunkan sampai temperatur ruang.

7.      jika sudah dingin, mengeluarkan sampel dari tungku. Menimbang sampel hasil sintering ini. Sampel ini siap dikarakterisasi X-RF, X-RD, dielektrik, dan I-V.

D.  ANALISIS DATA

Cara Analisis Data

·      Untuk analisis data X-RD menggunakan software PCW23, dengan membandingkan model Ba_0,7Sr_0,3TiO₃  dengan hasil eksperimen

·      Menganalisis data X-RF komposisi unsur hasil eksperimen Ba_0,7Sr_0,3TiO₃

HASIL XRD

A. Ba_0,7Sr_0,3TiO₃ 

·        Membuat  model BaSrTiO3 pada PCW23

 

·        Kita masukkan data BaSrTiO3 yang telah kita dapatkan dari data ICDD.

·        Kemudian dimasukkan data dari hasil XRD bahan yang telah kita buat

Grafik hitam merupakan grafik dari data XRD yang kita peroleh dari bahan yang kita buat. Dari gambar di atas kita dapat membandingkan antara grafik hasil percobaan kita dengan grafik dari model yang kita masukkan. Kita dapat melihat bahwa bidang – bidang kristal antara puncak – puncak model dengan bidang – bidang kristal hasil eksperimen angka yang sama. Yang berbeda hanya perbedaan antara ketinggian puncak – puncaknya.

Dari software PCW23 kita juga dapat mengetahui nilai dari kisi a, b, dan c. Sehingga kita dapat menentukan kemungkinan – kemungkinan nilai h, k, l, yaitu letak dari bidang – bidang kristal pada BaSrTiO₃ hasil eksperimen.

B. BaTiO₃

·        Membuat  model BaTiO₃ pada PCW23

·        Kita masukkan data BaTiO₃ yang telah kita dapatkan dari data ICSD.

 

 ·        Kemudian dimasukkan data dari hasil XRD bahan yang telah kita buat

Grafik hitam merupakan grafik dari data XRD yang kita peroleh dari bahan yang kita buat. Dari gambar di atas kita dapat membandingkan antara grafik hasil percobaan kita dengan grafik dari model yang kita masukkan. Kita dapat melihat bahwa bidang – bidang kristal antara puncak – puncak model dengan bidang – bidang kristal hasil eksperimen menunjukkan angka yang sama. Yang berbeda hanya perbedaan antara ketinggian puncak – puncaknya.

Dari software PCW23 kita juga dapat mengetahui nilai dari kisi a, b, dan c. Sehingga kita dapat menentukan kemungkinan – kemungkinan nilai h, k, l, yaitu letak dari bidang – bidang kristal pada BaTiO3 hasil eksperimen.

                                                                                                                    

E. PEMBAHASAN

·        Dari hasil XRD dengan menggunakan soft ware PCW akan diperoleh gambar dan grafik seperti di atas.

1. Ba_0,7Sr_0,3TiO₃

Ba_0,7Sr_0,3TiO₃ dibandingkan dengan data dari ICSD

Garis merah menunjukkan data ICSD sedangkan garis hitam menunjukkan data hasil eksperimen. Jika garis merah sefase dengan garis hitam maka data hasil eksperimen dapat dianggap sebagai data murni yang berarti dapat diasumsikan hampir tidak ada pengotor di dalam sampel yang dibuat. Akan tetapi jika garis merah tidak sefase dengan garis hitam maka dapat dikatakan di dalam sampel terdapat pengotor. Gambar dan grafik menunjukkan bahwa garis merah sefase dengan garis hitam, artinya sampel yang dibuat hampir tidak ada pengotor di dalamnya (murni).

2. BaTiO₃

BaTiO₃ dibandingkan dengan data dari ICSD

Garis merah menunjukkan data ICSD sedangkan garis hitam menunjukkan data hasil eksperimen. Jika garis merah sefase dengan garis hitam maka data hasil eksperimen dapat dianggap sebagai data murni yang berarti dapat diasumsikan hampir tidak ada pengotor di dalam sampel yang dibuat. Akan tetapi jika garis merah tidak sefase dengan garis hitam maka dapat dikatakan di dalam sampel terdapat pengotor. Gambar B menunjukkan bahwa garis merah sefase dengan garis hitam, artinya sampel yang dibuat hampir tidak ada pengotor di dalamnya (murni).

v  Pada hasil X-RF BaTiO₃ konsentrasi tiap unsurnya tidak 100% murni atau dengan kata lain fasanya tidak murni, Begitu juga pada hasil X-RF pada Ba_0,7Sr_0,.3TiO₃ konsentrasi tiap unsurnya tidak 100% murni atau bukan fasa murni unsur Ba, Ti, dan Sr saja tetapi dijumpai unsur-pengotor seperti P, Ca, Fe, Ni, Cu, Zn, Re. Adanya pengotor ini disebabkan oleh beberapa faktor diantaranya faktor alat yang digunakan. 

·        Parameter kisi dari BaTiO₃ yang dibandingkan dengan ICSD adalah sebagai berikut:

ü  Scalling:

-         Sebelum dibandingkan dengan ICSD sebesar 1.0000

-         Sesudah dibandingkan dengan ICSD sebesar 1.6754

ü  Lattice:

-         Sebelum dibandingkan dengan ICSD:
a = 4.0000

b = 4.0000

c = 4.0240

-         Sesudah dibandingkan dengan ICSD:

a = 3.9996

b = 3.9996

c = 4.0051

·        Parameter kisi dari Ba0,7Sr0,3TiO3 yang dibandingkan dengan ICSD adalah sebagai berikut:

ü  Scalling:

-         Sebelum dibandingkan dengan ICSD sebesar 1,0000

-         Sesudah dibandingkan dengan ICSD sebesar 1,6645

ü  Lattice:

-         Sebelum dibandingkan dengan ICSD:
a = 3,9850

b = 3,9850

c = 3,9850

-         Sesudah dibandingkan dengan ICSD:

a = 3,9828

b = 3,9828

c = 3,9828

ü  Profile:

-         Sebelum dibandingkan dengan ICSD:

U = 0,0000

-         Sesudah dibandingkan dengan ICSD:

-         Sesudah dibandingkan dengan ICSD:

U = 0,5749

ü  paVoigt2:

-         Sesudah dibandingkan dengan ICSD:

V = 0,0000

W= -0,7303

-         Sesudah dibandingkan dengan ICSD:

V = 0,0050

W= 0,2905

Dari keterangan parameter kisi di atas terdapat perbedaan hasil data antara sebelum dibandingkan dengan ICSD dan sesudah dibandingkan dengan ICSD. Perbedaan tersebut dikarenakan oleh perbedaan komposisi bahan dan tekstur bahan.

·        Setelah dilakukan pendopingan dan sintering maka selain didapatkan hasil dari XRD juga didapatkan nilai dari dielektrisitas.
Sebelum dilakukan pendopingan Sr yaitu BaTiO₃ mempunyai dielektrisitas 4,5pF dari data yang sudah ada. Kemudian dibandingkan dengan data setelah dilakukan pendopingan Sr yaitu Ba_0,7Sr_0,3TiO₃ hasilnya adalah 4,5 pF. Jadi hasilnya sama sebelum dilakukan pendopingan dan setelah pendopingan.

·        Massa BaCO₃+SrCO₃+TiO₂ sebelum digerus adalah 1 gram

Massa Ba_0,7Sr_0,3TiO₃ setelah digerus dan dipressing adalah 0,9514 gram

Massa Ba_0,7Sr_0,3TiO₃ disintering adalah 0,7853 gram

Perbedaan massa sesbelum dan sesudah digerus  diakibatkan banyaknya bahan yang menempel pada mortar sehingga mempengaruhi massanya.

·        Hasil

Dari hasil eksperimen diperoleh data hasil X-RF yaitu komposisi unsur penyusun Ba_0,7Sr_0,3TiO₃

F. KESIMPULAN                                                                                                  

1.      Hasil parameter kisi dari data diatas

Data dari ICDS	Data Praktikum BaTiO3
a = b = 4.0000	a = b = 3.9996
c = 4.0240	c = 4.0051

Data dari ICDS	Data dari Praktikum Ba0,7Sr0,3TiO3
a = b = c = 3,9850	a = b = c = 3.9832

2.      Pada hasil X-RF BaTiO3 konsentrasi tiap unsurnya tidak 100% murni atau dengan kata lain fasanya tidak murni, Begitu juga pada hasil X-RF pada Ba0.7Sr0.3TiO3 konsentrasi tiap unsurnya tidak 100% murni atau bukan fasa murni unsur Ba, Ti, dan Sr saja tetapi dijumpai unsur-pengotor seperti P,Ca,Fe,Ni, Cu,Zn,Re.Adanya pengotor ini disebabkan oleh beberapa faktor diantaranya faktor alat yang digunakan. 

3.      Nilai dielektrisitas sebelum di dopping dengan Sr adalah 5.3 pF dan setelah di dopping dengan Sr adalah 4.5 pF

4.      Perbedaan antara senyawa BaTiO3 dengan senyawa dopping BaSrTiO3 adalah karena perbedaan struktur bahan dan komposisi bahannya. Pada saat sebelum di dopping dengan Sr struktur kristalnya berupa Tetragonal setelah di dopping dengan Sr struktur kristalnya menjadi Cubic.

5.      Variasi pertambahan lama sintering berpengaruh pada perubahan nilai konstanta dielektrik, dimana semakin meningkat lama sintering maka nilai konstanta dielektrik semakin meningkat.

6.       

SARAN

1.      Dalam pelaksanaan eksperimen praktikan  harus melakukan (sendiri) secara langsung mensintering bahan di Laboratorium Sentral, sehingga praktkan mengetahui proses kerja furnace.

2.      Dalam mengerjakan laporan eksperimen seharusnya dilakukan secara bertahap (tidak dadakan).

G. DAFTAR PUSTAKA

Arief A; Irzaman; Dahrul M; Dan Syafutra H. Uji Arus Tegangan Film Tipis Ba0,7Sr0,3tio3 dengan Pendadah Niobium Penta Oksida sebagai Sensor Cahaya. Prosiding Seminar Nasional Fisika 2010

Darsikin, Khairurrijal, Sukirno, and M. Barmawi. Sifat Listrik Film Tipis SrTiO3 untuk Kapasitor MOS. Laboratorium Fisika Material Elektronik, Departemen Fisika FMIPA ITB. Journal matematika dan sains vol.10 no.3, september 2005, hal 87-91.

Hastutui, Erna. Analisis Sifat Listrik dan Jenis Cacat Kristal pada Bahan Elektrik Ba_0,95Sr_0,05TiO₃ dengan Doping Y₂O_3, Jurnal Neutrino. Vol. 3, No. 2 April 2011

Hsiao-lin, wang. Structure And Dielectric Properties of Perovskite Barium Titanate (BaTiO3). Dec 04,2002.san jose state university

Preparation and Properties of Ferroelectric BaTiO₃ Thin Films Produced by The Polymeric Precursor Method. Jurnal of Material Science Latter 19,2000,1457-1459.

Seno Hertanto, Agung. Efek Fotovoltaik dan Piroelektrik Ba_0,25Sr_0,75TiO₃ (BST) yang Didadah Niobium (BNST) Menggunakan Metode Chemical Solution Deposition. 2008

Slipenyuk, A M. Study Of BaTiO₃ Ceramics Doped with Mn and Ce or Nb and Sr. Condensed Matter Physics, 2003, V0l. 6, No. 2 (34), Pp. 237-244

Vijayalaksmi, R., V.Rajendran. 2010. Synthesis and Characterization of Cubic BaTiO3 Nanorods Via Facile Hydrothermal Method and Their Optical Properties. Departemen of physics, presidency college, Chennai, Tamilnadu, India. Digest journal of nanomaterials and biostructures vol.5, no 2, may 2010, p.511-517.

Vivi Fauzia, Cuk Imawan. Spektroskopi Impedansi dari BaTiO3: Studi Efek Self-Heating. Perpustakaan Universitas Indonesia-Artikel Jurnal.

Yusnafi. 2001. Sintesa Film Ba_0,7Sr_0,3Tio3 Karakterisasi Sifat Ferroelektrik dan Kristalnya.

Kisah Jono dan Mawar

Kisah ini berawal ketika aku tidak diizinkan masuk di sekolah yang kuinginkan.

Pagi itu aku merasakan kesedihan, karena ibuku tidak memberiku izin bersekolah di SMP yang kupilih. Sejak kecil aku ingin mendalami ilmu agama dengan baik. Tapi ibuku tidak tega melihat aku yang masih terlalu kecil untuk jauh dengan orang tua, karena aku anak terakhir dan juga aku memiliki bulek (sebutan untuk adik perempuan dari orangtuaku) yang pandai mengaji.  

“Mawar, kamu duduk denganku ya..”ujar Bila teman baruku.

“iya….”balasku santai.

Semua orang melihatku dengan pandangan, entah aku sendiri tak mampu menafsirkan. Yang jelas aku menemukan keramahan pada teman-teman baruku. Dan aku pun berkenalan dengan teman belakang bangkuku, yang ternyata akan menjadi musuh bebuyutanku. Seorang laki-laki gunung yang pendiam, dan jika tertawa aku rasa sangat aneh.  

Hari-hari aku lalui dengan wajar-wajar saja hanya  aku kurang begitu suka bicara. Aku mengikuti banyak aktifitas di sekolah seperti OSIS, teater, pramuka, dan paduan suara, hanya untuk sekedar iseng-iseng saja, memenuhi rasa penasaran dan tantangan dari saudaraku.

*****

“Jono, kamu dapat nilai berapa?”tanyaku menyelidik.

“80, kamu?”dia balas bertanya.

Aku hanya diam karena nilai kami sama.

Ujian pertama kami adalah awal pertarungan kami merebut harkat dan martabat sebagai kesatria. Istilah ini sedikit berlebihan, tapi tak apalah. Dan seperti sesuatu yang sudah direncanakan, aku mengikuti kursus bahasa inggris yang sama dengan Jono.

Entah kenapa, laki-laki gunung ini suka sekali membuatku marah, entah itu pinjam sepedaku untuk dimainkan rodanya, entah itu memegang jilbabku. Selalu membuatku risih. Dasar laki-laki gunung yang usil.

Sudah hampir kenaikan kelas, sikapnya menjadi aneh, dia resah setiap kali aku ada. Dan pada siang itu, dia memndekati bangkuku yang sudah tidak lagi berdekatan dengannya. Jono bilang suka pada gadis yang ada di depanya sekarang.

Omong kosong.

“Kamu nglindur, Jon??”tanyaku keheranan.

“100% sadar”,tegasnya. 

Semenjak itu kehangatan dalam pertempuran itu mulai memudar, karena secara diam-diam aku membututi setiap gerak kakak kelasku sejak awal masuk sekolah dulu. Entah perasaan apa, aku hanya ingin menjadi pengintai yang handal, seperti Detektif Conan.

Kelas 2, aku tak lagi sekelas dengan Jono. Ada satu teman kelas ini yang tak pernah kucoba mengenalnya, Dodo panggilan akrabnya.

Ternyata intaianku sering gagal karena aku sendiri takut saat aku terpergoki. Tapi anehnya, tak jarang kudapati surat-surat berwarna-warni yang selalu disampaikan oleh teman-teman dekatku, perasaan yang selalu menghinggapiku adalah takut, seakan-akan aku diteror. Tanpa harus membacanya surat itu melayang kedalam tong sampah secara sadis. Aku yang tidak biasa mendapati surat cinta, tak kuasa untuk memegang apalagi membacanya. Dengan berjalannya waktu, aku mengumpulkan keberanian membaca surat. Lambat laun,  hatiku pun luluh untuk membalas surat-surat itu.

Di dalam kelas ini, sering kudengar desas-desus mengenai Dodo yang beginilah-yang begitulah. Dan benar dugaan temanku, dia menyatakan perasaannya di depanku seusai kutunaikan kewajiban sebagai muslimah.

Aku tak habis pikir dengan orang-orang itu, sebenarnya apa yang mereka inginkan selain berteman dan bersahabat waktu itu. Lagipula aku merasa masih kanak-kanak, memang kenyataannya aku masih ingusan dan tidak mengerti istilah pacaran.

Aku juga pernah mendapatkan kebaikan yang tak pernah kuduga dari adik kelasku seorang kristian taat keturunan Tionghoa memberikan hadiah padaku dengan cara memaksaku untuk menerimanya. Tino namanya, dia menyampaikan perasaannya melalui sahabat perempuannya padaku.

Bak artis ketiban durian. Dimanapun tempatnya, entah itu di ruang OSIS, teater dan juga pramuka, selalu aku yang dijadikan pembicaraan orang-orang, begitu juga para pembinaku. Kelas dua bak godam yang memukul-mukul kepalaku.

Pagi itu kudengar kabar dari teman-temanku, Jono jadian dengan teman sekelasnya, seorang penyanyi dangdut yang cantik. Benar-benar cantik. Tiba-tiba, aku merasakan seakan-akan ada api yang menjalar keseluruh tubuhku dan berpangkal di ulu hatiku. Entah kenapa, aku merasa, sakit, sakit sekali, seperti ditusuk sebilah pisau pada ruang dadaku.

Tak kusangka, dia berpacaran  dengan gadis itu.

*****

Tiap minggu aku menerima surat dari laki-laki yang menemuiku di jalan saat aku pulang sekolah. Dan hubungan berlanjut, dia adalah sahabat penaku.

Aku merasakan ada yang kosong dan sebagian semangatku telah mongering, kakak kelasku telah lulus. Aku menangis di dalam hati. 

“Mawar, sekolah lah di SMAku saat ini”, ujarnya dengan penuh hati-hati.

“Aku tidak bisa janji Mas Zain”, jawabku singkat sambil berlalu. Karena aku tak tahan berada dekat dengannya, aku takut air mataku tumpah di depannya.

Kelas 3, aku sekelas lagi bersama teman-teman kelas 1-ku dulu.

Ya,

Satu kelas dengan Jono. Dia sudah lama putus dengan pacarnya.

“Gak pacaran lagi , Jon?”

“Gak, aku gak akan pacaran lagi sampai lulus SMA”, jawabnya tegas.

Setelah perpisahan dengan teman-teman kelasku. Aku bersekolah jauh di kota pondok pesantren. Aku tak lagi bertemu dengan teman-temanku. Seakan-akan aku terasing, padahal tidak, aku hanya jarang bertemu dengan teman-teman SMP – ku. Agar terlihat mendramatisir saja.

*****

Akhirnya aku lulus SMA,

Jono menelponku di ponsel Ibuku, dia benar-benar memenuhi janjinya.
“Kapan kamu membuka hati, terutama untuk aku?”tanyanya dengan sedikit nada kesal padaku.

“Maksudmu apa?”

“Apa kamu langsung menikah dengan sistem perjodohan?”

“Ah, ngawur kamu, aku belum siap, Jon, kalau harus bermain hati, aku takut aku tak mampu menjaga nafsuku”

“Baiklah, jika itu maumu, aku akan menunggu sampai kamu siap”klik..percakapan kami pun terputus.

Hari  ini Jono akan berangkat ke Depok untuk melanjutkan kuliahnya, dan satu minggu lagi aku juga harus berangkat ke malang untuk kewajiban baruku sebagai mahasiswa.

Tidak ada ucapan perpisahan, hanya diam dan puisi-puisi memenuhi ponsel baruku. Aku tidak bisa berbuat apa-apa.

3 bulan sudah aku beradaptasi pada dunia baruku yaitu kampus. Hari-hariku dipenuhi dengan rumus dan angka-angka karena aku mengambil jurusan Fisika.

Kami sudah jarang berkomunikasi, entah itu hp maupun internet.

Tapi tak lama kemudian, Jono menghubungiku.

“Mawar, menurutmu aku tetap di Depok apa aku pindah ke Tangerang?”

“Oh, selamat ya, kamu lolos seleksi STAN, ya terserah kamu, Jon”.

“Kamu lebih suka mana cowok STAN apa UI?”

“Wah..aku gak tau, bukannya dulu kamu pernah bilang ingin masuk STAN?”tanyaku agak sedikit bingung juga.

“Baiklah, makasih ya..”

“Buat apa?”klik…terputus…

Setiap kali aku diajak ketemuan aku selalu menolak. Dan hari itu Jono jadian dengan tetangga rumahku yang masih SMA.

Aku jadi tidak habis pikir dengan sifat manusia yang penuh dengan khilaf. Satu minggu kemudian, 15 Januari 2010

Suatu hari burung  jatuh cinta pada mawar putih,

Burungpun berusaha mengungkapkan perasaannya,

Akhirnya, mawar putih berkata, “ aku akan mencintai kamu, jika kamu dapat mengubahku menjadi mawar merah!”

Dan  suatu hari burung datang kembali, dia memotong sayapnya dan menebarkan darahnya pada mawar putih, hingga dia berubah menjadi merah

Akhirnya, mawar sadar seberapa besar burung mencintai dirinya

Tapi semua terlambat, karena burung tak akan kembali lagi ke dunia.

Pesan singkat yang mampu menggetarkan dari ujung rambut sampai ujung kakiku, aku tak lagi mampu menutupi perasaanku padanya, jika dia tahu, selama ini aku tidak pernah menghapus puisi atupun syair-syair lagu yang dia kirimkan padaku.

Dan pesan terakhir darinya:

Jika kamu menemukan seseorang yang kamu cintai di sana, aku hanya berdoa semoga itu yang terbaik untukmu, karena aku sungguh takut mengecewakanmu, dan aku berharap suatu saat nanti hati kita bisa menjadi satu.

 Malang, 1 Mei  2011

12:51 pm (cerpen editan)

Membaca Diagram Fasa

1.      Cari diagram fase minimum dari 2 unsur berbeda.(gambar, jelaskan cara terbentuk kristal tunggal, polikristal, poikristal terorientasi untuk masing-masing fase) berdasarkan diagram fase biner, tentukan komposisi awal dan komposisi akhir dari senyawa yang disentering! tentukan suhu sinteringnya!gambar diagram!

Diagram fasa Al-Si

Gambar di atas, memperlihatkan diagram fasa dari sistem Al-Si. Tampak fasa yang ada untuk semua paduan Al-Si pada rentang suhu 300˚C-1500˚C, gambar sebelah kiri, dan pada rentang 400˚C-1400˚C gambar sebelah kanan untuk berbagai macam variasi komposisi.

Pada diagram fase di atas, α (struktur kristal fcc) dan β (struktur kristal bcc) digunakan untuk menunjukkan dua fasa yang berbeda masing-masing digunakan untuk menunjukkan fasa Al dan Si. Dari diagram fasa di atas kita dapat menganalisa, bahwa suatu paduan senyawa yang terdiri dari kira-kira 98% Al dan 2%Si dipanaskan secara perlahan dari suhu ruang hingga 1500˚C.  Maka fasa yang terjadi selama proses pemanasan berlangsung adalah:

            Suhu ruang hingga 550˚C                      α + β

            550˚C hingga 600˚C                             α

            600˚C hingga 660˚C                             α + liquid

            660˚C hingga 1500˚C                           cairan

·       Kristal tunggal terbentuk hanya pada fase liquid. Jadi dari analisa di atas, dapat disimpulkan bahwa kristal tunggal terbentuk dengan mengkombinasikan Al dan Si masing-masing sebesar 98% dan 2%, kemudian dipanaskan pada rentang suhu kira-kira antara suhu kamar sampai 700˚C, hingga terbentuk fasa liquid. Setelah itu, untuk memisahkan komponen kristal tunggal (kemungkinan terbesar, didapatkan kristal tunggal Al dengan perbandingan 98:2) dapat dilakukuan proses sintesis.

·       Polikristal merupakan material yang memiliki banyak kristal dengan batas butir (grain boundary) yang menyertainya serta memiliki orientasi yang acak. Dari analisa diagram fase di atas, dapat diketahui bahwa untuk membentuk polikristal dari campuran Al dan Si, dapat diperoleh melalui paduan komposisi Al dan Si masing-masing 98% dan 2% dengan suhu sintering pada rentang kira-kira pemanasan dari suhu ruang sampai suhu 550˚C. Sehingga pada kondisi ini akan didapatkan akan dua fase secara bersamaan yaitu fase α dan β.

·       Polikristal terorientasi adalah polikristal yang memiliki spin (domain) searah. Hal ini dapat diperoleh, dengan memberikan magnetic field pada material polikristal. Hingga pada akhirnya akan didapatkan polikristal yanng memiliki spin (domain searah). Arah spin pada material polikristal dapat dilihat melalui AFM (Atomic Force Microscope). Polikristal terorientasi, dapat kita temukan pada fasa (α+L) atau (β+L), jadi jika kita mengkombinasikan komponen Al:Si 98%:2% maka dapat kita sintering dari rentang suhu antara suhu kamar sampai kira-kira pada suhu 660˚C. 

2.      Jelaskan reaksi kongruen, reaksi inkongruen, reaksi eutektik, reaksi peritektik! Jelaskan dilengkapi dengan gambar.

Kesetimbangan  dan Reaksi Tiga-Fasa

Gambar 3.16 Diagram fas sistem Pb-Sn. Paduan 1 : 63Sn-37Pb. Paduan 2 : 70Pb-30Sn. Paduan 3 : 70Sn-30Pb.

v  Reaksi eutektik

Pada berbagai sistem metalik dan keramik biner, dua fasa kristalin dan satu cairan dapat berkoeksistensi. Kaidah fasa yang dimodifikasi menunjukkan bahwa kondisi khas ini bersifat invarian; artinya, temperatur dan komposisi fasa memiliki nilai tetap. Pada gambar 3.16 terdapat diagram fasa sistem timbal-timah putih. Ternyata, kelarutan padat untuk kedua komponen logam terbatas, dengan  dan  mewakili larutan padat primer dengan stuktur kristal berbeda. Garis lurus, yaitu garis euttektik mendatar, mewakili tiga komposisi fasa ( ) pada temperatur . Garis ini terdiri dari segitiga tiga-fasa yang ditekan; pada semua titik di garis ini, terdapat tiga fasa dalam keadaan setimbang. Hal ini akan diperjelas pada pembahasan sistem terner. pada pendinginan atau pemanasan lambat, komposisi rata-rata paduan berada di antara limitnya,  reaksi eutetik berlangsung sesuai rumus . Minimum yang didefinisikan dengan pasti dalam likuidus, titik eutektik (mudah leleh), merupakan ciri khas reaksi ini.

Perhatikan pembekuan lelehan dengan komposisi rata-rata 37Pb-63Sn. Pada temperatur  sekitar 180 ⁰C, lelehan serentak membeku membentuk campuran mekanik terdiri dari dua fasa padat, yang berarti cairan . Berdasarkan kaidah pengungkit, rasio massa  sekitar 9:11. Apabila penurunan temperatur berlanjut melalui pendinginan lambat, komposisi kedua fasa mengikuti garis solvus masing-masing. Garis horisontal yang melewati medan ini menentukan rasio massa bagi setiP tempertur. Ketika komposisi lelehan mencapai nilai eutektik  , seluruh sisa cairan bertransformasi menjadi campuran dua fasa, seperti sebelumnya. Namun untuk paduan ini, struktur akhir terdiri dari butir  primer dalam matriks eutektik . Sama dengan sebelumnya, seseorang dapat mendeduksikan bahwa struktur paduan hiper-eutektik yang membeku dan mengandung 30 Pb - 70Sn terdiri dari beberapa butir  primer dalam matriks eutektik .

Paduan timbal-rendah atau timah-rendah, dengan komposisi melampaui kedua titik ujung garis eutektik horisontal (secara teoritis, horisontal eutektik tidak dapat memotong garis vertikal yang mewakili komponen murni; selalu ada sejumlah tertentu kelarutan padat, meski sangat kecil), membeku dan bertransformasi secara keseluruhan menjadi fasa primer pada rentang temperatur yang kecil. Ketika temperatur “memotong” solvus terkait, fasa primer ini menjadi tidak stabil dan terjadi presipitasi sejumlah kecil fasa kedua. Perbandingan akhir antara kedua fasa tersebutdapat diperoleh dengan superposisi garis horisontal pada medan dua-fasa sentral: tidak ada tanda-tanda campuran eutektik dalam mikrostruktur.

Paduan eutektik (37Pb-63Sn) dan paduan hipoeutektik (70Pb-30Sn) yang dipilih untuk uraian pembekuan mewakili dua dari berbagai jenis solder (solder lunak untuk pemakaian rekayasa mempunyai rentang komposisi timah dari 20% sampai 65%, spesifikasi standar pertama disusun oleh ASTM pada tahun 1918. USA kini merencanakan penghapusan produk yang mengandung timbal, dan solder bebas timbal sedang dikembangkan) untuk penyambungan logam. Solder eutektik dengan kadar Sn 60-65% digunakan secara luas di industri elektronika untuk sambu ngan yang presis, berintegritas tinggi dengan skala produksi massal tanpa resiko merusak komponen yang peka panas. Solder ini memiliki sifat “ pembasahan” yang baik sekali (sudut kontak <10⁰), likuiditas yang rendah dan rentang pembekuan yang dapat diabaikan. Rentang pembekuan paduan 70Pb-30Sn yang panjang (solder untuk keperluan plumbing) dimanfaatkan agar solder pada sambungan tetap dapat “dioleskan” meski sudah “mengental”.

Kekuatan geser paduan solder yang paling banyak digunakan relatif rendah, hanya sekitar 25-55 MN m^-2, sehingga seringkali digunakan sambungan ikatan mekanik. Fluks (seng klorida yang korosif, atau resin nonkorosif) mempermudah pembasahan logam yang akan disambung dengan melarutkan lapisan tipis oksida dan mencegah terjadinya oksida ulang. Untuk mengatasi masalah solder dan fluks berlebih, pada aplikasi elektronika digunakan solder prabentuk yang kecil.

Gambar 3.16 memperlihatkan urutan struktur yang diperoleh pada rentang sistem Pb-Sn. Kurva pendinginan untuk paduan hipoeutektik dan eutektik diperlihatkan pada gambar 3.17a. Pemisahan kristal primer menghasilkan perubahan kemiringan, sementara itu panas dilepaskan. Jumlah panas yang dilepaskan bertambah ketika reaksi eutektik berlangsung. Panjang (durasi) plateau sebanding dengan jumlah struktur eutektik terbentuk, seperti terlihat pada gambar 3.17b. meskipun kurva pendinginan ternyata dapat digunakan untuk menentukan bentuk sistem sederhana, biasanya diperlukan pemeriksaan mikroskopik (optik, elektron) dan analisis difraksi sinar-X untuk konfirmasi secara rinci.

v  Reaksi Peritektik

Sistem eutektik sering dijumpai bila titik cair dari kedua komponen hampir sama. Tipe kedua yang penting pada kondisi tiga-fasa invarian, yaitu reaksi paritektik, adalah sistem dengan komponen dengan komponen dengan titik cair yang sangat berbeda. Biasanya reaksi paritetik terdapat pada sistem yang lebih rumit; seperti sistem Cu-Zn dengan rentetan terdiri dari dari lima reaksi peritektik. Bentuk sederhana dari sistem peritektik diperlihatkan pada gambar 3.18; meskipun jarang digunakan dalam praktek (seperti Ag-Pt), tetapi dapat dimanfaatkan untuk menjelaskan prinsip dasar. Garis horisontal, sebagai kunci reaksi, menghubungkan tiga komposisi fasa kritis; yaitu . Reaksi peritektik terjadi apabila komposisi rata-rata paduan memotong garis ini baik sewaktu pendinginan maupun pemanasan perlahan-lahan. Reaksi ini dapat ditulis dengan rumus . Paduan biner dengan kadar komponen B lebih sedikit dibandingkan kadar di titik  akan berperilaku sama seperi larutan padat. Lelehan paduan 1, dengan komposisi peritektik, akan membeku pada rentang temperatur tertentu, dan terjadi endapan kristal fasa  primer. Komposisi lelehan bergerak ke bawah mengikuti likuiditus, dan semakin kayakaya akan komponen B. Pada temperatur peritektik , cairan dengan komposisi  bereaksi dengan kristal primer tadi dan terjadi transformasi fasa baru, , dengan struktur kristal yang berbeda sesuai persamaan . Pada sistem yang diperlihatkan,  tetap stabil selama pendinginan selanjutnya. Paduan 2 juga akan mengendapkan  primer, akan tetapi reaksi pada temperatur  tidak melibatkan semua kristal tadi dan padatan akhir terdiri dari , yang merupakan produk reaksi  peritektik dan  sisa. Mula-mula rasio massa  sekitar 2,5 hingga 1, akan tetapi kedua fasa menyesuaikan komposisi selama pendinginan berlanjut. Pada kasus paduan 3, jumlah kristal primer  yang terbentuk lebih sedikit: pada akhirnya akan lenyap seluruhnya akibat reaksi peritektik. Jumlah  dalam campuran  dan cairan yang dihasilkan bertambah hingga cairan hilang dan terbentuklah struktur  

Uraian tersebut di atas mengasumsikan bahwa keadaan setimbangan tercapai pada setiap tahap pendinginan. Meskipun dalam praktek tidak mungkin terjadi pendinginan sangat lambat, sifat reaksi peritektik menambah kerumitan. Produk reaksi  cenderung membentuk lapisan di sekeliling partikel  primer; kehadiran lapisan ini menghambat pertukaran atom lewat difusi yang menjadi persyaratan kesetimbangan (gambar 3.18).

v  Fasa Intermediat

Fasa intermediat memiliki struktur kristal yang berbeda dengan fasa primer dan terletak di antara fasa primer dalam diagram fasa. Pada diagram sistem Mg-Si pada gambar 3.19,  Mg₂Si merupakan fasa intermediat. Kadang-kadang atom pembentuk fasa intermediat mempunyai rasio stoikiometrik yang tetap dan berupa garis vertikal tunggal dalam diagram. Namun, seringkali memiliki rentang komposisi tertentu, sehingga dianjurkan untuk memakai istilah “senyawa”.

 Pada beberapa diagram, seperti pada Gambar 3.19, fasa intermediat terdapat mulai dari temperatur ruang hingga likuiditas, dan mencair atau membeku tanpa perubahan komposisi. Titik cair seperti itu disebut kongruen: titik cair paduan eutektik tidak kongruen. Fasa dengan pencairan kongruen dijadikan sarana untuk membagi diagram fasa yang kompleks (biner atau terner) menjadi bagian yang lebih mudah dimengerti. Sebagai contoh, suatu ordinat melalui verteks fasa intermediat pada gambar 3.19 mengahasilkan dua subsistem eutektik sederhana. Dengan cara serupa, ordinat dapat ditarik melalui minimum (atau maksimum) likuiditas larutan padat.

Umumnya, fasa intermediat keras serta getas, dan mempunyai struktur kristal kompleks (contoh, Fe₃C, CuAl₂( ). Dianjurkan untuk mempersingkat waktu dan membatasi temperatur pensolderan paduan tembaga, karena mungkin terbentuk lapisan getas Cu₃Sn dan Cu₆Sn₅ pada antarmuka.