Studi Pengaruh Penambahan Karbon Terhadap Struktur dan Sifat Kemagnetan pada Material Boron Nitrida Heksagonal (h-BN)

Zainuddin, Ahmad Sodik (2025) Studi Pengaruh Penambahan Karbon Terhadap Struktur dan Sifat Kemagnetan pada Material Boron Nitrida Heksagonal (h-BN). Other thesis, Institut TeknologiSepuluh Nopember.

Text 5001211077-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (3MB) | Request a copy

Abstract

Boron nitrida merupakan material dua 2D yang terdiri dari atom boron (B) dan nitrogen (N) dengan salah satu bentuk kristalnya adalah heksagonal (h-BN). Perkembangan riset mengenai h-BN terus dilakukan karena potensinya yang luas dalam industri perangkat elektronik. Namun, celah pita yang lebar serta karakter non-magnetik membatasi potensinya khususnya pada bidang spintronik. Sifat non-magnetik dari material h-BN dapat diubah dengan berbagai metode, salah satunya adalah doping karbon. Pada penelitian ini, akan dipelajari bagaimana pengaruh sintesis material h-BN terdoping karbon (h-BNC) dengan sumber karbon berasal dari serbuk grafit dan serbuk rGO terhadap struktur dan sifat kemagnetan material. Metode sintesis melibatkan dua tahap utama, yakni eksfoliasi larutan untuk menginduksi cacat dan memisahkan lapisan sehingga dihasilkan prekursor h-BNC, dilanjutkan dengan perlakuan termal bertahap melalui pemanasan pada atmosfer nitrogen (N_2)pada suhu 850°C dan pemanasan pada atmosfer udara pada suhu 600°C. Hasil karakterisasi melalui XRD, FTIR, dan SEM-EDX menunjukkan bahwa doping karbon pada h-BN tidak sepenuhnya menggantikan atom B maupun N, melainkan sebagian membentuk komposit h-BN/C. Adapun sifat feromagnetisme terobservasi pada temperatur kamar dengan nilai magnetisasi saturasi (M_S) sebesar 0.0048 emu/g untuk sampel h-BN tereksfoliasi (BNNS), 0.128 emu/g untuk sampel BNNS terdoping rGO setelah pemanasan (TBNNS-rGO), dan 0.062 emu/g untuk sampel BNNS terdoping grafit setelah pemanasan (TBNNS-G ). Hasil ini menunjukkan bahwa doping karbon secara efektif meningkatkan respons magnetik dari material berbasis h-BN.
=================================================================================================================================
Hexagonal boron nitride (h-BN) is a two-dimensional (2D) material composed of boron (B) and nitrogen (N) atoms, with a hexagonal crystal structure. Due to its wide range of potential applications in electronic devices, research on h-BN continues to grow. However, its wide band gap and non-magnetic characteristics limit its potential in specific fields such as spintronics. The non-magnetic nature of h-BN can be modified through various methods, one of which is carbon doping. In this study, the effect of carbon-doped h-BN (h-BNC) synthesis using graphite and reduced graphene oxide (rGO) powders as carbon sources on the structure and magnetic properties of (B-C-N) was investigated. The synthesis process involved two main steps: liquid exfoliation to produce h-BNC precursors, followed by stepwise thermal treatment under a nitrogen (N_2) atmosphere at 850°C and subsequent heating in air at 600°C. Characterization using XRD, FTIR, and SEM-EDX confirmed that carbon doping did not completely substitute B or N atoms in the h-BN lattice but partially formed h-BN/C composites. Ferromagnetic properties were observed at room temperature, with saturation magnetization 〖(M〗_S) values of 0.0048 emu/g for pure boron nitride nanosheets (BNNS), 0.128 emu/g for thermally treated BNNS with rGO (TBNNS-rGO), and 0.062 emu/g for thermally treated BNNS with graphite (TBNNS-G). These results suggest that carbon doping effectively enhances the magnetic response of h-BN based materials.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Carbon-doped, Hexagonal Boron Nitride, Liquid Exfoliation, Two-dimensional Material, Boron Nitrida, Doping Karbon, Eksfoliasi Larutan, Material 2D, Sifat Magnetik.
Subjects:	Q Science > QC Physics Q Science > QC Physics > QC765 Magnetic materials
Divisions:	Faculty of Science and Data Analytics (SCIENTICS) > Physics > 45201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Ahmad Sodik Zainuddin
Date Deposited:	30 Jul 2025 02:07
Last Modified:	30 Jul 2025 02:08
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/120946

Actions (login required)

View Item