Optimasi Ketebalan Lapisan Jamak Bahan Dielektrik Dan Magnetik Sebagai Penyerap Gelombang Mikro Pada Pita X

Kurniawan, Affandi Faisal (2021) Optimasi Ketebalan Lapisan Jamak Bahan Dielektrik Dan Magnetik Sebagai Penyerap Gelombang Mikro Pada Pita X. Doctoral thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

	Text Disertasi revisi akhir_Affandi 28 September 2021.pdf Restricted to Repository staff only Download (3MB) | Request a copy
	Text Disertasi revisi akhir_Affandi 28 September 2021.pdf Restricted to Repository staff only Download (3MB) | Request a copy
	Text Disertasi revisi akhir_Affandi 28 September 2021.pdf Restricted to Repository staff only Download (3MB) | Request a copy
	Text Disertasi revisi akhir_Affandi 17022022.pdf Restricted to Repository staff only Download (3MB) | Request a copy
	Text Disertasi revisi akhir_Affandi 17022022.pdf Restricted to Repository staff only Download (3MB) | Request a copy
	Text Disertasi revisi akhir_Affandi 17022022.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 April 2024. Download (3MB) | Request a copy

Abstract

Disertasi ini difokuskan pada optimasi ketebalan lapis tunggal dan lapis jamak bahan dielektrik dan magnetik sebagai penyerap gelombang mikro pada pita X. Bahan dielektrik yang digunakan pada penelitian ini adalah senyawa karbon berbasis-grafenik (seperti rGO) yang berasal dari bahan karbon dari biomassa. Bahan dielektrik tersebut disintesis menggunakan metode eksfoliasi kimia dengan penambahan larutan asam HCl dan H2SO4 dan metode eksfoliasi mekanik dengan variasi temperatur pemanasan 4000C dan 7000C. Sedangkan bahan magnetik Fe3O4 berasal dari sumber senyawa besi Tanah Laut, Kalimantan Selatan, Indonesia.. Pengujian struktur dilakukan dengan menggunakan XRD (X-ray diffraction) untuk analisis fasa. Analisis struktur morfologi menggunakan scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM), dan Fourier transform infra-red (FTIR). Sementara itu, analisis rugi refleksi menggunakan Vector Network Analyzer (VNA). Hasil karakterisasi XRD dan diperkuat oleh hasil FTIR mengindikasikan bahwa bahan karbon dari biomassa telah membentuk fase rGO, dan sumber senyawa besi Tanah Laut telah membentuk fase magnetit. Hasil karakterisasi rugi refleksi menunjukkan nilai rugi refleksi terbesar adalah -8,42 dB di frekuensi 10,52 GHz pada proses eksfoliasi kimia dengan penambahan 1M larutan HCl dengan rasio 1:1 pada temperatur 4000 C. Tujuan dari rangkaian disertasi ini adalah: (1) membuat program konversi berdasar metode Nicolson Ross Weir (NRW) yang bertujuan untuk mengkonversi parameter S (S11, S12, S21, S22) yang diperoleh dari pengukuran dengan VNA menjadi parameter-parameter fisis seperti permeabilitas dan permitivitas relatif yang akan digunakan sebagai parameter input dalam program optimasi ketebalan lapis tunggal dan jamak bahan penyerap gelombang mikro pada pita X, (2) membuat program optimasi ketebalan dengan metode Algoritma Genetika (AG) berdasarkan aspek komponen material (dipol listrik dan momen magnet), permitivitas dan permeabilitas kompleks relatif, dengan rumusan umum pada desain bahan penyerap gelombang mikro lapis tunggal untuk bahan dielektrik dan magnetik sehingga diperoleh rugi refleksi yang optimum, (3) membuat program optimasi ketebalan berdasar aspek desain dari suatu bahan seperti seperti pemilihan bahan (bahan dielektrik, bahan magnetik) dan kombinasi susunan bahan dengan rumusan umum pada desain bahan penyerap gelombang mikro lapis jamak untuk bahan dielektrik dan magnetik sehingga diperoleh rugi refleksi yang lebih optimum, dan (4) memverifikasi rugi refleksi dengan melakukan pengukuran kembali dengan VNA menggunakan sampel dengan ketebalan hasil optimasi yang sesuai, sehingga program optimasi ketebalan yang dibuat layak untuk mendesain bahan penyerap gelombang mikro pada pita X. Sampel-sampel tersebut dengan ketebalan 2 mm diukur nilai rugi refleksinya dengan VNA sebagai langkah awal. Langkah berikutnya adalah mengkonversi variabel input, seperti permeabilitas dan permitivitas kompleks relatif, diperoleh dengan menggunakan program konversi menggunakan metode NRW dari data nilai parameter S (S11 dan S21) VNA. Dengan memasukkan permeabilitas dan permitivitas kompleks relatif dan parameter-parameter input seperti ukuran populasi (PopSize), Probabilitas pindah silang (Pc) dan probabilitas mutasi (Pm), jumlah generasi (makgen), fitness threshold (fthreshold), frekuensi, kecepatan cahaya ke program optimasi ketebalan lapis tunggal dan lapis jamak bahan penyerap gelombang mikro dengan AG pada pita X yang secara langsung dapat memprediksi ketebalan yang dapat membuat nilai rugi refleksi optimal sesuai frekuensi yang diinginkan. Tujuan optimasi ketebalan dalam penelitian ini adalah untuk memperoleh penyerapan tertinggi. Ketebalan sampel yang optimal pada lapis tunggal gelombang mikro adalah 3,48 mm, yang menghasilkan nilai rugi refleksi yang jauh lebih tinggi, yaitu (-38,77 dB), pada frekuensi 10,78 GHz. Rugi refleksi diukur ulang untuk memverifikasi menggunakan sampel dengan ketebalan optimal yang sesuai, mengungkapkan bahwa optimasi ini layak operasional untuk desain bahan penyerap gelombang mikro. Program optimasi ini memiliki keunggulan yaitu hasil optimasi penyerap gelombang mikro lapis tunggal mampu menghasilkan nilai rugi refleksi optimal yang lebih tinggi daripada hasil optimasi penyerap gelombang mikro dua lapis pada penelitian Santhosi dkk (2019) dan Akinay dan Kizilcay (2020). Senyawa karbon berbasis grafenik dan partikel magnetik Fe3O4 digabungkan untuk membuat bahan penyerap gelombang mikro dua lapis. Optimasi ketebalan dua lapis dari 12 bahan penyerap gelombang mikro menghasilkan ketebalan d_1= 5,99 mm dan d_2 = 0,87 mm di antara kombinasi bahan, yang menghasilkan rugi refleksi optimum (−44,69 dB). Untuk meningkatkan laju penyerapan, penelitian ini mengoptimasi ketebalan tiga lapis menggunakan AG. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah kombinasi bahan magnetik, bahan dielektrik, dan bahan dielektrik dengan perlakuan. Optimasi ketebalan tiga lapis bahan penyerap gelombang mikro dari 6 bahan penyerap menghasilkan rugi refleksi yang tinggi (-61,76 dB) pada ketebalan d_1= 2,17 mm, d_2 = 1,6 mm, dan d_3 = 3,76 mm pada frekuensi 10,76 GHz. Keunggulan program optimasi ketebalan lapis tunggal dan jamak bahan penyerap gelombang mikro pada disertasi ini secara langsung dapat memprediksi ketebalan yang dapat membuat nilai rugi refleksi optimal sesuai frekuensi yang diinginkan. Optimasi sangat penting untuk merancang lapis tunggal dan lapis jamak bahan penyerap gelombang mikro untuk menghasilkan nilai rugi refleksi yang tinggi sehingga eksperimen yang dilakukan menjadi efektif dan efisien.

Item Type:	Thesis (Doctoral)
Additional Information:	-
Uncontrolled Keywords:	Kata kunci: Sumber senyawa besi, bahan karbon dari biomasaa, optimasi ketebalan, algoritma genetika
Subjects:	Q Science > QC Physics
Divisions:	Faculty of Science and Data Analytics (SCIENTICS) > Physics > 45001-(S3) PhD Thesis
Depositing User:	AFFANDI FAISAL KURNIAWAN
Date Deposited:	17 Feb 2022 04:46
Last Modified:	17 Feb 2022 04:46
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/94532

Actions (login required)

View Item