Calon Promotor Program Padjadjaran Excellence Fast Track Scholarship Tahun 2025
Nama Lengkap: Lusi Safriani, S.Si., M.Si., Ph.D.
E-mail: [email protected]
Bidang Keahlian: Fisika Material
Prodi S2 Calon Mahasiswa: Program Studi Magister Fisika Konsentrasi Material Maju
Prodi S3 Calon Mahasiswa: Program Studi Doktor Ilmu Kimia
Judul Penelitian yang Ditawarkan:
Studi Efek Variasi Parameter Hidrotermal Terhadap Struktur dan Sifat Magnetik Nanopartikel Semikonduktor Oksida Untuk Aplikasi Fotokatalitik
Study of the Effect of Hydrothermal Parameter Variation on the Structure and Magnetic Properties of Oxide Semiconductor Nanoparticles for Photocatalytic Applications
Abstrak:
Nanopartikel semikonduktor oksida memiliki karakteristik unik dan potensi besar untuk berbagai aplikasi teknologi, seperti spintronik, sensor magnetik, katalis berbasis medan magnet, serta perangkat penyimpanan energi dan elektronik. Keunggulan utama material ini terletak pada kemampuannya mengontrol sifat magnetik dan elektronik melalui modifikasi struktur kristal dan komposisi kimia. Metode hidrotermal merupakan teknik sintesis yang umum digunakan karena efisien, ramah lingkungan, dan mampu mengontrol morfologi, ukuran partikel, serta fasa kristal secara presisi melalui variasi parameter sintesis. Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji pengaruh variasi parameter hidrotermal terhadap struktur kristal, ukuran partikel, dan sifat magnetik nanopartikel semikonduktor oksida, dengan fokus pada parameter suhu reaksi, waktu, pH, konsentrasi prekursor, serta doping logam transisi. Hasil yang diharapkan menunjukkan hubungan antara parameter sintesis dengan kristalinitas, distribusi ukuran partikel, dan peningkatan sifat magnetik melalui teknik doping. Material yang dihasilkan akan dikarakterisasi menggunakan XRD, SEM/TEM, UV-Vis, dan SQUID magnetometer.
Rangkaian penelitian dirancang dalam empat tahap: sintesis dan optimasi TiO₂ (tahun pertama), ZnO (tahun kedua), doping logam transisi Fe, Co, dan Mn (tahun ketiga), serta uji fotokatalitik dan evaluasi sifat katalitik magnetik untuk aplikasi pengolahan limbah (tahun keempat). Penelitian ini ditargetkan menghasilkan kontribusi terhadap pengembangan material fungsional berbasis semikonduktor oksida dan berada pada Tingkat Kesiapan Teknologi (TKT) 2.
Abstract:
Oxide semiconductor nanoparticles possess unique characteristics and significant potential for various technological applications, including spintronics, magnetic sensors, magnetically-driven catalysts, and energy storage and electronic devices. The key advantage of these materials lies in their ability to control magnetic and electronic properties through modifications in crystal structure and chemical composition.
The hydrothermal method is a commonly used synthesis technique due to its efficiency, environmental friendliness, and ability to precisely control particle morphology, size, and crystal phase by adjusting various synthesis parameters. This study aims to investigate the effect of hydrothermal parameter variations on the crystal structure, particle size, and magnetic properties of oxide semiconductor nanoparticles, focusing on reaction temperature, duration, pH, precursor concentration, and transition metal doping. The expected outcomes include identifying correlations between synthesis parameters and material crystallinity, particle size distribution, and enhancement of magnetic properties through doping techniques. The resulting materials will be characterized using X-ray Diffraction (XRD), Scanning/Transmission Electron Microscopy (SEM/TEM), UV-Visible spectroscopy (UV-Vis), and SQUID magnetometry. The research will be carried out in four phases: synthesis and optimization of TiO₂ (first year), ZnO (second year), doping with transition metals Fe, Co, and Mn (third year), and photocatalytic testing and evaluation of magnetic catalytic properties for wastewater treatment applications (fourth year). This study is expected to contribute to the development of functional materials based on oxide semiconductors and is positioned at Technology Readiness Level (TRL) 2.