Prosiding Pertemuan llmiah lbnu Pengetahuan dun Teknologi Bahan 2002Serpong, 22 -23 Oktoher 2002

ISSN 1411-2213

KARAKTERISTIK RAPAT ARUS KRITIS (Jc) SUPERKONDUKTORYBa2Cu3O7-X DARI SUHU 30 K SAM PAl 90 K

Wisnu Ari Adil, E. Sukirmaw, Didin S. W.l, Grace Tj. Sulungbudil, Ari Handayanil,

ABSTRAK

KARAKTERISfIKRAPAT ARUSKRHIS(Jc) SUPERKONDUKTOR YBa CU 0 DARI SUHU 30 KSAMPAI2 J ,-X90 K. Rapat arus kritis superkonduktor YBa2Cu,O,.x basil proses sintering maupun pelelehan telah diukur dalam rentang suhu

(7) dari 30 K sampai 90 K (Tc""J dengan medan magnet luar (HJ dari 0 sampai 20 kOe pacta dua arab medan magnet tegak lurusdan sejajar dengan permukaan sampel. Ketergantungan Jc terhadap suhu daD medan magnetini secara umum bersesuaian dengan

[enomenaflux creep berdasarkan kerangka kerja model Anderson-Kim yang mengikuti hubungan Jc(B..t) = Jc(B. 0)[1- a(B)t -hi].Mekanisme pengontrol Jc dalam superkonduktor YBa2Cu,O,.x berasaldari adanya peningkatan grain coupling daD besarnya

potensial pinning yang ditandai dengan adanya peningkatan medan transisi bahan ini. Hubungan antara Jc terhadap suhu daDmedan magnet, beserta gambaran lengkap dari perilaku bahan ini akan didiskusikan pacta makalah ini.

Kala kunci : superkonduktor, rapat arus kritis, suhu, clan medan magnet

ABSTRACT

CRITICAL CURENT DENSITY (Jc) CHARACTERISTICS OF YBaZCU3O7-X SUPERCONDUCTOR FROM30 K TO 90 K. Critical current density on YBaZCu307." superconductor resulted from sintering and melting processes have beenmeasured on temperatures (7) from 30 K to 90 K (Tc/IO) with in applied magnetic field (H) from 0 to 20 kOe perpendicular andparallel to the sample surface. The dependences of Jc on the temperature the magnetic field are in agreement with the flux creepphenomena on the framework of Anderson-Kim model following the relation Jc(B,/) = Jc(B, 0)[1 -a(B)/ -bl]. The mechanism ofcontrolling Jc in YBaZCU3O7'" superconductor appears from the improvement of grain coupling and potential pinning that shownby the increasing of field transition of this material. The correlation of Jcon temperature in the magnetic field, and a completepicture of the material properties will be presented in this paper.

Key words: superconductor, critical current density, temperature. magnetic field.

PENDAHULUAN

sifat intrinsik yang sangat komplek, relatifmempunyaiJ c yang cukup tinggi, daD dapat diperoleh dalam bentuk

sampel polikristalin [4, 9, 10]. Pada penelitian serelumnyatelah diperoleh Jc tinggi pada sampel polikristalin

superkonduktor YBa2Cu,070x sampai pacta orde10' -104 A.cm02 yang diukur pacta suhu 77 K baikmenggunakan medan magnet luar rnaupun tanpa medan

rnagnetluar [4,10].Berawal dari keberhasilan ini, acta beberapa kajian

yang belum dipahami yaitu mengenai mekanismepengontrol Jc dalam superkonduktor YBa2 Cu, °70x clanapakah peningkatan Jc ini hanya datang daTipengembangan kopel antarbutir (grain coupling) atauditenulkan secara lengkap olehflux pinning. Kajian inimerupakan kelanjutan daTi penelitian-penelitian

Rapat arus kritis (Jc) pacta superkonduktor suhutransisikritis (Tc) tinggi (STT) secara urnurndipengaruhioleh adanya hubungan lemah (weak link) sepanjangbatas butir daD intragranularfluxpinning [1-4].Sehingga untuk mengatasi pengaruh daTi weak linktersebut, beberapa teknik fabrikasi seperti melt texturegrowth, quench melt growth, daD powder melt processe,~telah sukses dikembangkan [5-8]. Diantara metodetersebut yang pernah dilakukan daD relatif sederhanaadalah menggunakan metode melt texture growth yangdimodifikasi [9]. Metode ini temyata cukup efektifuntukmengatasi masalah tersebut.

Bahan STT yang sangat mudah dihasilkan(reproducible) adalah superkonduktor YBa2Cu3O7.x'Bahan superkonduktor ini sangat baik sebab memiliki

210

Setyo Purwanto1 daD Yasuo Yamaguchi2lPuslitbang Iptek Bahan (P3IB) -BATAN

Kawasan Puspiptek, Serpong, Tangerang 153142Institute for Material Research, Tohoku University

Sendai, Japan

Karakteriytik Rapat Aru.Y Kritis (Jc) Superkonduktor YBa2Cu..O '.x dari Suhu 30K Sampat 90K (WLYnu Ari Adi)

sebelumnya yang membahas mengenai hubungan antaraorientasi texture kristal dengan peningkatan rapat aruskritis dalam bahan superkonduktor YBa2Cu3O,.x danpeningkatan flux pinning pada bulk superkonduktorYBa2Cu3O,-x melalui proses melt texture growth [3, 4].

Pada penelitian ini ditujukan untuk mempelajariketergantungan Jc terhadap suhu dan medan magnet

pada superkonduktor YBa2Cu3O7-X sehingga dapatmemberikan gambaran lengkap daTi perilaku komplekbahan ini daTi suhu 30 K sampai 90 K.

dengan persamaan Jc = 2Mf/d, dimana Mf dan d

berturut -tumt adalah magnetisasi dan ketebalan sampel.

BASIL DAN PEMBAHASAN

Ketergantungan Jc terhadap subu pada sampelA dalam rentang medan magnet loaf H dari 0 sampai20 kOe tegak loTUs terhadap permukaan sampel

ditunjukkan pada Gambar 1. Gambar 2 menunjukkanketergantungan Jc terhadap subu dalam arab medanmagnet yang sejajar terhadap permukaan sampel. Keduagambar menunjukkan hal yang sempa yaituJc berkurangdengan meningkatnya suhu, walaupun pada T < 40 Kuntuk arab medan magnet yang sejajar terhadappermukaan sampel, Jc terlihat berkurang secara linierdengan meningkatnya suhu. Sedangkan Gambar 3 dan4 bertumt-tumt mempakan kurva ketergantungan Jcterhadap suhu pada sampel B dalam rentang medanmagnet lOaf H daTi 0 sampai 20 kOe dalam arab tegakrums daD sejajar dengan permukaan sampel.

TATA KERJA

Sampel superkonduktor YBa2Cu3O7-X dibuatmelalui reaksi padatan dati percampuran oksida-oksidapenyusun, yaitu : Y 2°3' BaC03, clan CliO denganperbandingan stokiometri unsur Y : Ba : Cu = 1 : 2 : 3.

Ketiga oksida tersebut dicampur dengan alkoholsebanyak 100 cc kemudian diaduk menggunakanmagnetic stirrer selama 5 jam. Hasil pencampurantersebut dikeringkan kemudian digerus denganmenggunakan ball milling selama 5 jam. Setelah ituserbuk hasil pencampuran tersebut dikalsinasi pada suhu900 "C selama 4 jam, kemudian dicetak dalam bentukpellet (sampel silinder) berukuran d (ketabalan) = 2 mmdan D (diameter) = 21 mm dengan tekanan 13,6 MFa

sebanyak 4 buah. Sampel-sampel yang telah dicetak tadidi-sinterpada suhu 940 "C selama 10 jam di dalam aliranudara biasa .Dua sampel pertama disebut dengan san1pelA sedangkan kedua sampellainnya akan dilanjutkan

dengan proses pelelehan. Metode yang digunakanadalah melt texture growth (MTG) yang dimodifikasi.Dua sampel terakhir dilakukan proses pendinginanIambat dati fasa cairnya dengan laju 10 "C/jam sampaisuhu 900 "C, clan disebut dengan sampel B. Ketiga prosestersebut yaitu kaisinasi, sintering, dan pelelehan secaradetail dapat mernjuk pada referensi [3, 4,9, 10]. SampeI-sampel ini dibuat di Iaboratorium preparasi cuplikanBidang Bahan Maju, Puslitbang Iptek Bahan, BATAN.

Keduajenis sampel ini baik sampel A maupun Bdiuji sifat Meissner dengan cara : sampel diletakkan dialas permukaan magnet permanen pada suhu nitrogencair (T = 77 K). Apabila sampel melayang di alas

permukaan magnet tersebut, berarti bahan tersebutdiindikasikan sebagai bahan superkonduktor clan begitusebaliknya. Pengamatan struktunnikro sampel dilakukandengan bantuan SEM (Scanning Electron Microscope)di Puslitbang Iptek Bahan BATAN. Sifat magnetik sampeldiukur dengan menggunakan magnetometer SQUID.Pengukuran ini dilakukan oleh Prof. Yasuo Yamagtlchidi Universitas Tohoku, Senday, Jepang. Alat ini beketjaberdasarkan metode induksi [11]. Sampel diukur padavariasi suhu, yaitu: 30 sampai 90 K (TcnoJ dalam rentangmedan magnet luar H dati 0 sampai 20 kOe. Medanmagnet diarahkan tegak lurns dan sejajar denganpermukaan sampel. A.nalisis data pengukuran ini.menggunakan model keadaan kritis Bean [12, 13 ]yaitu

u-,In

".i:'-=~In

2«

roD-IUa:

Gambar 1. Kurva Jc-'[ untuk arab medan magnet tegaklurus terhadap permukaan sampel A

(J-,00

:p',:~cn='~"'i5Co(I]

(k:

0

10020 30 40 50 60 70 80 90

Suhu, T (K)

Gambar 2. Kurva Jc- T untuk arah medan magnet sejajarterhadap permukaan sampel A

Jc daTi kedua sampel tersebut menunjukkan polaquadratic terhadap perubahan suhu. Hal ini secaraumum bersesuaian dengan fenomena perambatan fluks(j7ux creep) berdasarkan kerangka kerja model"4nderson-Kim yang dapat memberikan gambaranlengkap mengenai ketergantunganJc terhadap suhu dan

211

~()

<C

0.-::5.-

N~'E 1(J

~".a.-~

Prosiding Pertemuan Ilmiah Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Bahan 2002Serpong, 22 -23 Oktober 2002 ISSN1411-2213

~,; :i I 5

u-,:&~In~~!

~~

20 30 40 50 60 70

Suhu, T (K)

80 90 100

Gambar 5. Foto SEM sampel A

--H=OkOe

-G-H= 1 kOe-lr-H = 2 kOe

-+-H = 3 kOe

H = 5 kOe

-o-H=7kOe

-+-H=9kOe

---H=11kOe-+-H = 13 kOe

~H= 15 kOe-+-H = 17 kOe

-H= 19 kOe

,u-,(/)- ..-;p'"~ '§ 2(/) .:J «

.("b0-m x 1Q.~m

~

y,

~20 30 40 50 60 70 80 90

Suhu, T (K)

Gamba, 4. Kurva Jc- T untuk arah medan magnet sejajarterhadap permukaan sampel B

medan magnet [14, 15]. Menurutmodel ini,Jc pada suhurendah (t = Ttrc« 1) diberikan oleh persamaan:

100

Gambar 6. Foto SEM sampel B

Jc(B,t) = Jc(B,O)[J- a(B)t -ht]l (1)

T daD Tc bertumt-tumt adalah suhu percobaan daD suhutransisi kritis, daD koefisien b dalam persamaan (1)mempakan ketergantungan suhu daTi perbedaan energibebas antara jumlah flux yang terperangkap (pinned)daD yang tidak terperangkap (unpinned). Sedangkankoefisien arB) diberikan oleh persamaan :

kTca(B) = (2)

Jc (B,O) In (dB .0. / Ec)

k, d, B, 0, dan Ec berturut-turut adalah konstantaBoltzmann, jarak loncatan rata-rata darijlux bundle,medan magnet induksi, frekuensi percobaan, dan kriteriamedan listrik yang digunakan untuk mendifinisikan Jc[14, 15]. Dari persamaan tersebut menunjukkan bahwarapat arus kritis Jc dipengaruhi oleh medan magnet daDsuhu percobaan.

Berdasarkan pacta teori Bardeen CooperSchrie ffer (BCS) bahwa faktor suhu ini berkaitan denganbesarnya energi (pair interaction energy) yangdiperlukan untuk pembentukan pasangan electron (pada

superkonduktor YBa2Cu3O7-X disebut dengan copperpair) [16, 17]. Dan cooper pair ini yang nantinya akanmembawa arus super (super current) pada bahansuperkonduktor tersebut. Sehingga pada suhu di bawahsuhu transisi kritis (T < Tc), besarnya pair interactionenergy ini akan terpenuhi. Semakin rendah suhupercobaan, maka semakin besar pair interaction energy.Setiap bahan superkonduktor memiliki Tc berbeda-beda.Tc untuk superkonduktor YBa2Cu3O7-X adalah 91 K.Perjalanan cooper pair pada bahan ini secaramakroskopik salah satunya ~ergantung pada graincoupling. .

Sedangkan faktor medan magnet berkaitandengan pergerakan vortex pada bahan [18]. Setiapfluksoid yang berhasil menerobos ke dalam bahansuperkonduktor selalu dibendung oleh arus super yang

mengelilinginya tanpa disipasi, sehingga terjadilokalisasifluksoid secara lateral. Pada keadaan ini, arusyang mengalir tersebut akan menimbulkan rapat gayaLorentz yang bergantung pada rapat arus yangbersangkutan. Akibatnya vortex dalam keadaan bebas,sehingga pergerakan vortex ini menimbulkan energiyang disipatifUntuk itu diperlukan potensial pinninguntuk mencegah pergerakan vortex ini.

Pada Gambar 1 dan Gambar 2 terlihat bahwasemakin rendah suhu percobaannya, harga Jc semakin

212

Karakteristik Rapat Arus Kritif (Jc) Superkonduktor YBa2Cu.,O 7.. dari Suhu 30K Sampai 90K (W/Snu Ari Adi)

medan magnet tegak lurns dan sejajar dengan peffi1ukaan

sampel. .~;-Gambar 9 dan 1 0 bertumt -turnt mempakan kurva

ketergantungan Jc terhadap medan magnet pacta sampelB dalam rentang suhu T daTi 30 sampai 90 K dalam arabmedan magnet tegak lurns dan sejajar dengan peffi1ukaan

sampel.Pacta Gambar 7 daD Gambar 8 terlihat bahwa

semakin tinggi tnedan magnet terpasang, harga Jcsemakin besar sampai batas H = 2 kOe, kemudian harga

Jc semakin tumn. Sedangkan Gambar 9 daD Gambar 10terlihat bahwa semakin tinggi medan magnet tetpasang,harga Jc semakin besar sampai batas H = 2 kOe, daD Jcmampu dipertahankan sampai H = 9 kOe, kemudian

berangsur-angsur turun kembali. Dari kedua sampeL baiksampel A maupun sampel B, peningkatan Jc berasal dariadanya potensial pinning pacta saat medan magnetdinaikkan. Sumber pinning pacta sampel A sebagianbesar berasal daTi batas butir, sedangkan pacta sampel Bsebagian besar berasal daTi impuritas, yaitu YBCOfasa-211 [3,4]. Padasampel A, untukH> 2 kOepotensialpinning mulai melemah secara perlahan-lahan denganmeningkatnya medan magnet terpasang sampaiH = 17 kOe. Kemudian pacta daerah medan magnet

H > 17 kOe, Jc menumn secara cepat ke titik nolo

besar, namun kenaikan tampak sangat kecil. Sedangkanpacta Gambar 3 dan Gambar 4 terlihat bahwa semakinrendahnya suhu percobaan, harga Jc semakin besar dankenaikan tampak sangat besar. Pada sampel A (Gambar1 daD 2), grain coupling masih lemah. Hal ini didukungoleh pengamatan dengan bantuan SEM seperti yangdiperlihatkan pacta Gambar 5. Pacta Gambar 5menunjukkan bahwa butir-butir kristal yang terbentuktampak masih acak. Sehingga weak link sepanjang batasbutir ini masih sangat mendominasi transport arus kritis.Hal ini ditandai dengan kenaikan yang cukup kecil padaT < Tc. Berbeda halnya dengan sampel B (Gambar 3 daD

4), grain coupling sudah semakin kuat. Tampak pactaGambar 6 telah terjadi keteraturan sebagian butir-butirkristal yang terbentuk (partial grain alignment). Partialgrain alignment ini merupakan pembesaran sebagianbutir-butir kristal akibat proses pelelehan tersebut.Sehingga pacta sampel B tampak pengaruh dati weaklink ini sudah semakin kecil. Hal ini ditandai dengankenaikan yang sangat besar pacta T < Tc. Sedangkanfaktor medan magnet yang berkaitan dengan adanyapotensial pinning dapat dilihat pacta Gambar 7, 8, 9,dan Gambar 10.

Gambar 7 daD 8 berturut -turnt mernpakan kurvaketergantungan Jc terhadap medan magnet pacta sampelA dalam rentang suhu T dati 30 sampai 90 K dalam arab

5

~

-<>-T:30K

-D-T:35K

-ir-T 8 40 K

-.,.T = 45 K

T:50K

-;~T=55KT = 50 K

---T = 55 K

-+-T=70K

T=75K

-T=50K

-T=55K

u,

~-~

(/):J

~iUa.m

!Y

/'

~A-:-T=30K-a-T=35K-{O- T = 40 K

-T=45K

-+-T=50K

~~T=55K

--t-T=60K~~:::~=;~":!--i-':;:::1 :::! ,e,:~ ~ : ::: ~ : ~~ ~~. I -'-T=75K

~ -+-T=80K

T=85K

Y

(

I

(J 4.., --, inN

:~ 'E 3~ (JIn ~:J

'-"62« .-+-' xro ~Coro 1~

252010 15

Medan Magnet, H (kOe)

25

Gambar 7. Kurva Jc-H untuk arah medan magnet tegaklurus terhadap permukaan sampel A

0 5 10 15 20

Medan Magnet, H (kOe)

Gambar 9. Kurva Jc-H untuk arab medan magnet tegaklurus terhadap permukaan sampel B

3 -o-T=30K-D-T = 35 K

-a-T=40K

--T=45K

T=SOK

";~T=S5K

-.-T=80K

..T=65K-+-T = 70 K

T=75K

~T=80K

-T=85K

u-,t~In2~-roc.ro

~

u-,iii

:por:~(/):J

~roQ.(II

~

-:--T-30K-G-T=35K-ft-T = 40 K--T=45K-,..-T = 50 K">-T=55K-+-T=60K---T=65K-+-T = 70 K'V;

~~; -*c-T=75K

_.-+-T=80K

~ -T=85K

0 5 10 15 20 25

Medan Magnet, H (kOe)

y

~;my

~~;~~~~~~~=~::;~~:

2[

~

0

50 10 15

Medan Magnet, H (kOe)

20

25

Gambar 10. Kurva Jc-H untuk arah medan magnet sejajarterhadap permukaan sampel B

Gambar 8. Kurva Jc.H untuk arah medan magnet sejajarterhadap permukaan sampel A

213

N"''Eu.cI::

0..-

~

~E

()

~b.-~

N

'Eu<i

"b.-.?5.-

Pro.fiding Pertemuan llmiah lbnu Pengetahuan dan Teknologi Bahan 2002Serpong, 22 -23 Oktober 2002 ISSN1411-2213

~ -r- ---'--- -

u-,00- ~

:p~~ ~

(.),(/)

',p

~(/):J'-«~c..(\1~

.]

, 300 " 6045

9 13 17 9075

Medan Magnet,H (kOe)

Gambar 13. Kurva Jc-T-H untuk arab medanmagnet tegak lurus terhadap permukaan sampel B

2 5

0 2 59 ...' 60 45 30

13 17 90 75

Medan Magnet, Suhu, T

H (kOe) (K) Suhu, T

(K)Gambar 11. Kurva Jc-T-H untuk arah medanmagnet tegak lurns terhadap permukaan sampel A

---l

T--

--

u-,In~

~(/):)...«...[ro~

UJ

(J)~"':~(J):J'-«+"'roa.ro~

0 2 5 9 1"3 17 ~75 60 45 30

Medan Magnet, Suhu, T

H (kOe) (K) 0 2 5 9 13 1"7' 90 75 ~. 45 30

Medan Magnet, Suhu, T

H (kOe) (K)Gambar 12. Kurva Jc-T-H untuk arah medanmagnet sejajar terhadap permukaan sampel A

Sedangkan pada sampel B, untuk H > 2 kOe potensial

pinning sangat kuat sehingga mampu mempertahankanJc sampai medan magnet terpasang H = 9 kOe. Kemudian

terjadi hal yang sarna dengan sampel A pada medanmagnet H > 9 kOe potensial pinning mulai melemah

secara perlahan-lahan dengan meningkatnya medanmagnet terpasang sampai H = 14 kOe. Dan pada daerah

medan magnet H > 14 kOe, Jc menurun secara cepat ketitik nolo Pacta daerah medan magnet 17 kOe > H > 2 kOe

dan 14 kOe> H> 9 kOeyangberturut-turut untuksanlpelA dan sampel B, didugaflux intragranular mengalamiperambatan (creep) karena berkurangnya potensialpinning dengan meningkatnya medan magnet terpasangdan aktivasi termal akibat pengaruh weak link pactabarns butir setelah bahan itu dilewati arus. Dengan katalain bahwa salah satu penyebab berkurangnyaJc berasaldari intragranular flux creep yang mengakibatkanfluxpada batas butir mengalami gaya Lorentz sehingga

mengakibatkan munculnya energi yang sangat disipatif.Selanjutnya setelah melewati batas poten.\"ial pinningmaksimum, pada H > 17 kOe dan H > 14 kOe yangberturut-turut untuk sampel A dan sampel B, Jc menurunsecara cepat ke titik nolo Hal ini menunjukkan bahwa

Gambar 14. Kurva Jc-T-H untuk arab medan magnetsejajar terhadap permukaan sampel B

vortex sudah dalam keadaan bebas bergerak sehinggamenimbulkan medan listrik yang searah dengan rapatarns berdasarkan Hukum Faraday. Sehingga kehadiranmedan listrik inilah yang mengakibatkan tansport listrikyang bersifat disipatif sebagaimana yang diungkapkanoleh rnmus daya, sehingga pacta akhimya kedua sampelini bukan lagi bersifat superkonduktif.

Gambar 9,10, 11, daD 12 mernpakan kurva tigadimensi yang menggambarkan ketergantungan Jcterhadap suhudalam rentang 30 sampai 90 Kdan medanmagnet luar dalam rentang H daTi 0 sampai 20 kOe pactaarah tegak turns daD sejajar dengan permukaan sampel.Pacta kedua sampel tersebut terlihat jelas bahwa terjadiperbedaan harga Jc dengan meningkatnya suhu daDmedan magnet terpasang pacta saat medan magnettersebut diarahkan baik tegak lUTUS maupun sejajardengan permukaan sampel. Harga Jc tampak lebih tinggipacta saat medan magnet di arahkan tegak lurns denganpermukaan sampel dibandingkan pacta saat diarahkan

sejajar dengan permukaan sampel.

214

<n «

20« .--rn x0.-rn

~

N

'E(,)

«"b

~

~

~(.)

<C

b..-

~

-N

'E~«

'b~

><--

Karakteristik Rapat Arus Kritis (Jc) Superkonduktor YBa ]CU..O 7-. dari Suhu 30K Sampai 90K (Wisnu Ari Adi)

Hal ini berhubungan dengan sifat anistotropikbahan dan diduga terjadi misorientasi butiran yangsangat kecil pada saat medan magnet luar diarahkan baiktegak lurus maupun sejajar dengan permukaan sampelsehingga menimbulkan intragranular flux creep yangmengakibatkanflux pada batas butir mengalami gayaLorentz. Terlihat pula adanya perbedaan medan transisiantara sampel A dan sampel B yang berturut~turutterletak pada H = 2 kOe dan H = 15 kOe. Medan transisi

ini berarti bahwa bahan ini akan mengalami pembalmnsifat daTi bahan superkonduktif menuju ke bahan nonsuperkonduktif. Terjadinya perbedaan medan transisipada kedua sam pel ini adalah disebabkan adanyapengaruh perbedaan kekuatan grain coupling daDbesamya potensial pinning kedua sampel seperti yangtelah dijelaskan di atas.

GRAEBNER J.E., O'BRYAN, HM, FAS1NACHf,R.A., KA:M:MLO1T, G.W., Appl. Phy.~. Lett. 56(13), (1990).

(3J. WISNU, A.A. SUKIRMAN, S., WINATAPURA,S. W., GRACE, T.S., Jurnal Sains Materi Indonesia,2 (1) (2002), 21-24.

[4J. WISNU, A.A. SUKIRMAN, S., WINATAPURA,S. W., GRACE, T.S., RIDWAN, Pengaruh PartialGrain Alignment Pada Arah Sejajar Bidang a-bTerhadap Rapat Arus Kritis SuperkonduktorYBa2Cu,O7.., (akan terbit di Jurnal Sains Materi

Indonesia, (2002).[5J. KRABBES, G., SCHATZLE, P., BIEGER, W.,

WIESNER U., STOVER, G., WU, M, STRASSER,T., KOHLER, A., LITZKENDORF, D., FISCHER,K., GORNET, P, Phy.s-ica C, 244, (1995), 145-152.

[6]. TlXADOR, P., OBRADORS, X., TOURNIER, R.,PillG, T., BOURGAULT, D., GRANADORS, X.,DUVAL, J.M., MENDOZA, E., VARESI, E.,BEAUGNON E., ISFORT, D., Supercond. Sci.Technol. 13, (2000), 493-497.

[7). CHOI, C.H., ZHAO, Y., SORREL, C.C., LAROBINA, M., ANDRIKillIS, C., Phy.\'ica C. 269,(1996),306-312.

[8]. MURAKAMI, M., Supercond. Sci. Technol., 5,

(1992),185-203.[9J. SUKIRMAN, E., Pengaruh Di.s-tribusi

Keko.~ongan Oksigen pada Superkonduktivita,~YBa2CujO 7' Thesis Master Fakultas Pasca SaljanaUniversitas Indonesia, (1991).

(10]. SUKIRMAN, E., WISNU, A.A., SALMAH,Sintesis Superl<.onduktor YB~C",°7-' (Fasa-123)dengan Proses Pelelehan. Majalah BATAN,xxxm (1/2) (2000),31-45.

(11], MUJAMILAH, RIDWAN, MUSLICH, M.R.,PURWANTO, S., FEBRI, M.I.M., YOHANNES,A.M., SANTO SO, E., MUGIRAHARDJO, H.,

Vibrating Sample Magnetometer (VSM) tipeOxford VSMI.2H, Seminar Nasional Bahan

Magnet, Serpong, (2000).[12] BEAN, C.P., Phys. Rev. Lett. 8, (1962) 250.

[13]. MURAKAMI, M., MORITA, M., DOl, K.,MIYAMOTO, K., Japanese Journal of AppliedPhy.\'ic.s-, 28 (7), (1989),1189-1194.

[14]. ANDERSON, P. W., KIM, Y.B., Rev. Mod. Phys.

36,(1964)39.[15]. SUN, Y., ZHANG, F., LU, Z., nANG., J., DU, J.,

ZHANG, Y., Phy.~. Rev. B, 51 (1), 1995. TINKAM,

M.,Helv. Phy.s-.Acta 61, (1988)443.[16]. BUCKEL, W., Superconductivity, VCH Publi.s-her

Inc., New York, (1991).[17). ROSE-INNES, A.C., RHODERICK, E.H.,

Introduction to Superconductivity, PergamonPress, (1969), 117-139.

(18]. ROGER WORDENWEBER,Rep. Prog. Phys.. 62,

(1999),187-236.

KESIMPULAN

Pengukuran rapat arus kritis (.Jc) terhadap suhu(1) dalam rentang daTi 30 K sampai 90 K daD medanmagnet luar (H) dalam rentang 0 sampai 20 kOe padaarab medan magnet tegak lurus daD sejajar denganpermukaan sampel baik sampel superkonduktorYBa2Cu3O7-X basil proses sintering maupun sampel basilproses pelelehan telah dilakukan. Faktor terpentingdalam memahami karakteristiklc ini adalah fenomenaflux creep dari medan magnet (H) dari 0 sampai 20 kOepada suhu antara 30 K sampai 90 K (Tc no/). Mekanismepengontrol lc dalam superkonduktor YBa2Cu3O7-Xberasal daTi adanya peningkatan grain coupling daDbesarnya potensial pinning yang ditandai denganadanya peningkatan medan transisi bahan ini. Grain

coupling dapat ditingkatkan dengan menggunakanproses pelelehan sehingga terbentuk grain alignmentsehingga pengaruh weak link dapat semakin diperkecil.Dan besarnya potensial pinning ini dipengaruhi olehmeningkatnya suhu eksperimen, medan magnetterpasang, daD aktivasi termal.

UCAPAN TERIMAKASm

Penulis mengucapkan terimakasih kepada BapakDrs Gunandjar, S.U. selaku Kepala Puslitbang lptekBahan BAT AN, DR. Wuryanto, APU selaku anggotakelompok Superkonduktor, DR. Ridwan selaku KepalaBidang Bahan Maju P3lB -BATAN yang telahmemberikan kesempatan untuk penelitian, daD kepadasemua pihak yang telah membantu dalam kelancaranpenulisan makaIah ini.

DAFTARPUSTAKA

[1].

[2J

MINGHU, F., GANGJIN, H., MENG, C.,ZHENKUAN, J., QIRUI, Z., Solid StateCommunications, 89, (2) (1994), 93-95.JIN, S., TIEFEL, T.H., NAKAHARA. S.,

215

Prosiding Pertemuan lbniah llmu Pengetahuan don Teknologi Bahan 2002..\'erpong, 22 -23 Oktober 2002 ISSN1411-2213

TANYAJAWAB Jawaban1. Bahan ini memi1iki suhu transisi kritis TCnol -90K.

Apabi1a bahan ini digunakan pada T < 90K rnaka diaakan memi1iki sifat superkonduktivitas (bahansuperkonduktor), dan apabi1a digunakan padaT > 90K maka bahan ill berubah sifat menjadi

konduktor atau bahan resistor bergantung datikemurnian bahan ill.

Zaenal. PT Krakatau Steel

Pel1anyaan1. Apakah pengaruh heat treatment daTi sintering

menuju melting dati bahan ini.

Jawaban

1. Terjadi pengarahan butir (grain alignment) padaarab <001>, yaitu bidang tersebut tempat keberadaanCuO plane. CuO plane adalab bidang yang dianggapsebagai ciri utama penyebab adanya sifatsuperkonduktivitas bahan ini. Apabila dikaitkandengan sifat listriknya efek heat treatmentmeningkatkan harga rapat arus kritis sampai 40 kalidari sebelumnya. Jc untuk sampel sintering -

4 21-10 A/cm daD Jc untuk sampel melting -

j 24xl0 Ncm padaT=30K

Hanedi Darntasetiawan, Fisika FMlPA -IPB

Pertanyaan1. Bagaimana efektivitas bahan ini dilihat dari segi biaya

proses pembuatan dan disain alai dibandingkan

dengan keuntungan pemanfaatannya

Jawaban1. Optimalisasi bahan ini pacta suhu T < 90 K, memang

kelihatannya mahal apabila dilihat dari segi ill, namunhila dibandingkan biaya disain daD proses tersebut,sangat kecil dari pacta bahan ill, hila digunakan untukmemproteksi alat -alat seharga 1 milyar keatas

Bambang, PMBI -BATANPer1anyaan1. Apa keguanaan bahan ini secara ap1ikasi2. Berapa ams yang mampu dilewati bahan ini

Jawaban1. BBM -P3IB BATAN sedang mengembangkan

pembuatan a1at peraga (KIT) fenomenasuperkonduktor untuk laboratorium SMU danUniversitas serta pembuatan superkonduktor FaultCurrent Limite1; FCL (pembatas arus gagal) untukmedia proyeksi alai-alai canggih, dan gardu.

2. Arus yang dapat dilewati bahan ini tergantung daTiluas penampangnya. Untuk sampel .s-intering -

10 -50 A dan untuk sampel melting -10 -200 A

Ahmad Hanafi, LIPI

Pertanyaan1. Bagaimana efekny~ apabila bahan ini dioperasikaI1

pacta suhu kamar

216