Analisis Sifat Struktur dan Sifat Listrik pada Material Perovskite LaFe 0.97 Zr 0.03 O 3 : XRD, Raman Scattering, SEM dan Impedansi Spectroskopi
Ismi Purnamasari 1
Jurnal Konstruksi Sekolah Tinggi Teknologi Garut Jl. Mayor Syamsu No. 1 Jayaraga Garut 44151 Indonesia Email : jurnal@itg.ac.id
1 ismi.purnamasari@itg.ac.id
Abstrak  –  Lanthanum  Orthoferrite (LaFeO 3 )  merupakan  salah  satu  material perovskite  oxide ABO 3 dengan struktur ortorombik. Pada penelitian ini telah disintesis LaFeO 3 yang disubstitusi Zr pada situs Fe (LaFe 0.97 Zr 0.03 O 3 ) yang dipreparasi dengan teknik sol-gel. Tujuan dari penelitian ini  adalah  untuk  menganalisis  sifat  struktur  kristal  dan  listrik  material  LaFe 0.97 Zr 0.03 O 3 . LaFe 0.97 Zr 0.03 O 3 yang  telah  dipreparasi,  diuji  menggunakan  XRD  menunjukkan  sampel  yang single phase , struktur Orthorhombic dan space group Pbnm.  Hasil uji SEM menunjukkan bahwa penambahan  jumlah  Zr  menyebabkan  rata-rata  ukuran grain menurun  yang  konsisten  dengan hasil  dari  XRD.  Uji  listrik  pada  material  dilakukan  dengan  menggunakan  metode impedance spectroscopy sebagai fungsi frekuensi (100Hz –1 MHz) dengan menggunakan RLC meter. Data IS disajikan dalam bentuk Nyquist Plot dan Bode Plot, yang digunakan untuk mengindentifikasi parameter rangkaian yang ekuivalen beserta nilainya. Hasil uji dengan RLC meter menunjukkan diameter  semi-sirkular  menurun  seiring  peningkatan  temperatur,  mengindikasikan  material  ini bersifat semikonduktor serta adanya peningkatan konduktivitas pada sampel dan penurunan nilai resistansi.
Kata Kunci – LaFe 0.97 Zr 0.03 O 3 , Listrik, Perovskite, Sol-gel, Sifat Struktur.

## I. PENDAHULUAN

## A. Latar Belakang
Material  ferroelektrik  adalah  salah  satu  jenis  material  yang  memiliki  peranan  penting  di  dunia  teknologi. Ferroelektrik adalah gejala terjadinya perubahan polarisasi listrik secara spontan pada material tanpa adanya gangguan medan listrik dari luar [1]. Struktur perovskite termasuk salah satu struktur yang menunjukan adanya polarisasi spontan pada temperature tertentu [2]. Perovskite oxide memiliki struktur kimia dengan rumus umum ABO 3 dimana situs-A diisi oleh  kation yang lebih besar jari-jarinya daripada kation di situs-B [3].  Lantanida Ln  (La,  Sm,  Nd,  Pr,  etc.)  dalam  struktur  perovskite  telah  menunjukan  fungsi  yang  baik  sebagai  bahan ferroelektrik  dengan aplikasinya sebagai Solid Oxide Fuel Cell (SOFC) dan sensor gas [4], [5]. Disamping itu, material  LaFeO 3 (LFO)  telah mendapat  banyak  perhatian  karena memiliki  berbagai  karakteristik  yang menarik seperti pada sifat elektronik, dielektrik, magnet, pemurnian gas, elastic, pembakaran, katalitik, anoda aktif  untuk  solar  sel,  elektrokatalis  untuk  baterai,  fotoelektrokimia,  dan  sifat  fotokatalitik.  LaFeO 3 juga memiliki sifat multifungsi yang telah menarik perhatian cukup besar karena aplikasi yang menjanjikan dalam teknologi canggih seperti solar sel, sensor gas, elektrolit padat, superkonduktor, dan katalis. Pengaplikasian material  sebagai  SOFC  saat  ini  lebih  banyak  beroperasi  menggunakan  temperature  ekstrim  (800-1000 o C) dengan penggunaan material perovskite LaFeO 3, diharapkan bisa menggunakan temperature pada rentang yang lebih rendah (seperti 500-800 o C) namun tetap dapat menghasilkan sifat konduktivitas dan dielektrik yang baik. Penelitian ini dilatarbelakangi oleh pembuatan sample perovskite yang diharapkan akan memiliki sifat-sifat yang lebih baik dari sample base nya.
Substitusi pada situs A dan/atau B diamati dapat menghasilkan sifat-sifat yang berbeda dibandingkan dengan material murninya (ABO 3 ). Berbagai jenis substitusi telah dipelajari, misalnya, La 1/3 Sr 2/3 FeO 3-  , La 1-x Zn x FeO 3 , La 0.5 Al 0.5 FeO 3 , La 1-x Ca x FeO 3-  , LaZn x Fe 1-x O 3 dan La 0.8 Sr 0.2 Fe 1-x Cu x O 3-  . Substitusi tersebut menunjukkan sifat menarik  dari material listrik  seperti  konstanta  dielektrik tinggi, dielektrik loss rendah, konduktivitas  listrik tinggi, kestabilan suhu, feroelektrik atau piezoelektrik. Oleh karena itu, substitusi ion divalen atau trivalen ke dalam sub-kisi La atau Fe telah secara khusus diselidiki untuk pengembangan sifat-sifat tersebut [6]. Selain itu, penelitian material LaFeO 3 yang di doping pun telah dilakukan oleh Sumalin Phokha dkk yaitu dengan mensintesis material LaFeTiO 3 untuk mengetahui sifat struktur, magnetik dan dielektrik. Hasilnya mengatakan bahwa sampel memiliki struktur orthorhombik dengan  sifat magnetiknya yang meningkat ketika konsentrasi Ti dinaikkan serta sifat dielektrik sebagai fungsi frekuensi pada suhu rendah menunjukkan adanya polarisasi dalam sampel karena elektron melompat antara ion Fe 3+ dan Fe 4+ [6]. Disamping itu, dalam pendopingan Zr pun telah dilakukan oleh A.M Abdalla et al (2017) pada perovskite lantanida ferrite yaitu SmFeO 3 menunjukan  penambahan Zr meningkatkan tingkat porositas dalam sampel yang disinter [4]. Oleh karena itu, direkomendasikan bahwa bahan ini dapat digunakan untuk sensor oksigen dan aplikasi elektroda SOFC tergantung pada konduktivitas elektrokimia dan listriknya dengan stabilitas kimia dan termal yang baik. Kemudian, mikrostruktur yang diperoleh memberikan stabilitas yang sangat baik dan reversibilitas  proses  penyimpanan  oksigen.  Oleh  karena  itu,  sangat  mudah  untuk  memprediksi  terjadinya transportasi yang tinggi dalam SFZO oksida karena porositas meningkat tanpa menambahkan bekas pori.
Berdasarkan  penelitian-penelitian  yang  dipaparkan  tersebut,  diketahui  bahwa  subtitusi  Ti  di  situs  B  pada material  LaFeO 3 dan  substitusi  Zr  pada  SmFeO 3 dapat  meningkatkan electrical  properties, sifat  optik  dan magnetisasi.  Oleh  karena  itu,  pada  penelitian  ini  penulis  tertarik  untuk  melakukan  studi  preparasi  dan karakterisasi  sifat  material  LaFeO 3 dengan  subtitusi  Zr 4+ pada  site-B  yang  belum  pernah  dilakukan sebelumnya. Preparasi material LaFe 1-x Zr x O 3 (x = 0.03) dilakukan dengan menggunakan metode sintesis sol- gel  untuk  mendapatkan  material  LaFe 1-x Zr x O 3 Single  phase .  Hasil  preparasi  material  LaFeZrO 3 telah dikarakterisasi pada sifat struktur menggunakan XRD, Raman, EDX, dan SEM. Kemudian, karakterisasi sifat listrik menggunakan RLC meter dengan menggunakan spektroskopi impedansi.

## B. Perumusan Masalah
Berdasarkan  latarbelakang  penelitian  dapat  diidentifikasi  semakin  canggihnya  tekhnologi  menuntut  pada perkembangan sumber energy alternatif yang lebih efisien. Saat ini, aplikasi SOFC  lebih banyak beroperasi menggunakan suhu ekstrim pada rentang 800-1000 o C. Oleh Karena itu diperlakukan perlakukan untuk dapat digunakan pada suhu intermediet sekitar 100-800 o C dengan menggunakan material basis LaFeO 3 . Penggunaan variasi doping oleh zirconium dengan bilangan oksidasi tetravalent terhadap material LaFeO 3 belum pernah dilakukan. Substitusi zirconium yang termasuk unsur  transisi, nomor atom  40 dan  massa relative 91.22 yang meleleh  pada  suhu  1852 o C  diharapkan  dapat  meningkatkan  stabilitas  kerja  dari  material  LaFeO 3 sebagai SOFC.

## C. Tujuan Penelitian
Berdasarkan rumusan masalah yang telah diungkapkan diatas, maka yang menjadi tujuan penelitian ini adalah 1. Menganalisis sifat struktur pada LaFe 0.97 Zr 0.03 O 3 2. Menganalisis Morfologi pada LaFe 0.97 Zr 0.03 O 3
3. Menganalisis sifat listrik pada LaFe 0.97 Zr 0.03 O 3

## II. METODOLOGI PENELITIAN

## A.  Alur Penelitian
Langkah-langkah penelitian ditunjukan pada diagram alur dibawah ini. Diagram tersebut menunjukan proses preparasi material LaFe x-1 Zr x O 3 (x=0.01, 0.03 dan 0.05) dimulai dari pembuatan sampel sampai karakterisasi sifat-sifat dari material.
Gambar 1:  Diagram alur preparasi dan karakterisasi material perovskite

## B.  Sintesis Material
LaFe 0.97 Zr 0.03 O 3 telah disintesis  menggunakan metode sol-gel dengan  bahan-bahan Lanthanum Oxide (La 2 O 3 Merck  99.9%), Zirconyl  Chloride  Octahydrate (Cl 2 H 12 O 9 Zr  Merck  99.9%), Ferrite  Nitrate  Nonahydrate (Fe(NO 3 ) 3 .9H 2 Merck 99.9%), Citric Acid Monohydrate (C 6 H 8 O 7 .H 2 O Merck 99.5%). Bahan-bahan  tersebut kemudian dilarutkan dalam 150 ml akuades dan 15 gram asam sitrat. Setelah it, larutan diaduk dan dipanaskan pada  suhu  80 o C  dengan  700  rpm selama  14  jam  sampai  membentuk  fase  gel.  Material fase  gel tersebut, kemudian di keringkan pada suhu 200 o C ( drying ) selama 5 jam  yang menyebabkan fase gel berubah menjadi fase sponge .  Kemudian  sample  fase sponge ini  digerus  sampai  menjadi  fase  bubuk  ( powder ).  Selanjutnya dikalsinasi pada temperatur 900 o C selama 6 jam. Sampel bubuk hasil  dari kalsinasi tersebut ditekan 3 KN selama 3 menit sehingga membentuk bulk dengan diameter  10 mm. Bulk kemudian disinter selama 6 jam pada suhu 1000 o C sehingga membentuk sampel nanopartikel.
XRD
• Struktur kristal
• Fase
• Parameter kisi
• Ukuran grain
SEM/EDX
• Morfologi
• Ukuran grain
• Komposisi kimia
• Konsentrasi
Unsur IS RLC meter f: 1 kHz – 1 MHz
T: 30 o C-275 o C
• Nyquist Plot
• Bode Plot
• Dielektrik
Karakterisasi → LaFe 1-x Z x O 3 Pelarut Aquades Citric Acid Larutan Sinter 1000 o C, 6 jam Bulk (Press 3kN, 3 menit) Gerus Kalsinasi 900 o C, 6 jam Pemanasan Bertingkat Proses Drying 200 o C, 5 jam Metode Sol-gel Fase Gel SINTESIS LaFe x-1 Zr x O 3
Precursor
La 2 O 3
Fe(NO 3 ) 3 .9H 2 O Cl 2 H 12 O 9 Zr Pelarut: Asam Sitrat Aquades Raman • Vibration modes
Sponge
Bubuk

## C.  Karakterisasi Materisl
Material  LaFe 0.97 Zr 0.03 O 3 yang telah disintesis menghasilkan 2 bentuk sampel, yaitu powder (bubuk) dan bulk (pellet). Sampel powder diuji karakterisasi berupa XRD, Raman. Sampel bulk diuji karakterisasi berupa XRD, SEM, EDX, dan RLC Meter.
1. Karakterisasi Struktur dengan XRD
Struktur kristal, fase, parameter kisi, dan ukuran kristal pada material berbentuk powder dan bulk dapat di identifikasi dengan melakukan uji karakterisasi menggunakan alat XRD merk X’Pert PRO Panalytical yang memiliki sumber radiasi Cu Kα (λ= 1.5418Ǻ) pada rentang sudut 20o ≤ 2Ɵ ≤ 80o dengan step/time 0.02o. Data yang diperoleh oleh XRD kemudian diolah menggunakan software fullprof dan dilakukan tahapan Rietveld refinement untuk memperoleh keterangan struktur kristal, space group, parameter kisi, ukuran kristal, volume, densitas sampel, posisi Wyckoff dari sampel powder maupun bulk.

## 2. Karakterisasi SEM-EDX
SEM QuantaChrome  FEI  650 dan  EDX  digunakan  untuk  menganalisis  mikrostruktur  dan  komposisi elemen pada permukaan sampel. Morfologi material diuji dengan teknik pengukuran SEM, pengukuran SEM menggunakan sampel hasil bulk yang sebelumnya di coating dengan selotipe karbon agar material ketika diuji tidak charging . Perbesaran pengukuran yang digunakan  adalah 50000x. Besar energi yang digunakan  yaitu  10  kV,  kemudian  untuk  mencari  distribusi grain dari  sampel  uji  pada  penelitian  ini digunakan software  ImageJ .  EDX  digunakan  untuk  mengetahui  besar  sebaran  dari  elemen  penyusun sampel pada setiap grain . Data hasil yang didapatkan dari pengujian EDX yaitu besar persen massa.
3. Karakterisasi Raman Spectroscopy (Raman) Uji  karakterisasi  Raman  yang  dilakukan  pada  sampel powder untuk  mengetahui  Raman modes dan mengetahui kaitan dengan perubahan parameter struktural. Spektroskopi Raman yang digunakan dengan spesifikasi  alat Renishaw  inVia  Raman  System dengan  parameter  Nd:  YAG  Laser  532  nm  (2400 grating/nm) dengan kekuatan laser 5mW. Data Raman shift yang diperoleh kemudian difitting dengan menggunakan software  PeakFit untuk  mengetahui  puncak-puncak  dan  mode  yang  berkaitan  dengan Raman shift (pergeseran Raman) yang kemudian dapat dihubungkan dengan perubahan pada parameter struktural hasil uji XRD.

## 4. Karakterisasi Sifat Listrik Material
Metode spektroskopi impedansi dengan alat ukur RLC Meter variasi temeratur berbeda digunakan untuk uji sifat listrik. Alat yang digunakan adalah RCL-meter FLUKE-PM6306 pada rentang frekuensi antara 0.1 kHz – 1000 Hz dan temperatur antara 30o–275oC dan dianalisis menggunakan metode spektroskopi impedansi. Permukaan sampel bulk di lapisi dengan karbon yang dimodelkan sebagai kapasitor keping sejajar.  Impedansi  absolut  |Z|  dan  sudut  fase  (φ)  diukur  menggunakan  RLC-meter  sebagai  fungsi temperatur  dan  frekuensi.  Nyquist  plot  dan  Bode  plot  mempresentasikan  hasil  data  impedansi  untuk mengidentifikasi parameter elektrik. Sifat dielektrik untuk material ini dianalisis menggunakan metode parallel plate (keping sejajar) pada data impedansi. Sedangkan nilai dari sifat dielektrik untuk material ini di analisis menggunakan metode parallel plate (keping sejajar) pada data impedansi.

## D.  Tempat Penelitian
Tabel 1: Tempat pelaksanaan kegiatan penelitian material perovskite LaFe 1-x Zr x O Tempat Pelaksanaan Preparasi Sampel Bulk Coating XRD, RLC meter, Raman SEM & EDX Laboratorium UPP-IPD FMIPA-UI √ √ CMPFA -Fakultas Teknik UI √ Lab. Departemen Fisika √ ILRC (Integrated lab and research centre) √

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A.  Karakterisasi XRD
Pada penelitian ini telah mengkarakterisasi sifat struktur dengan uji XRD pada sampel bentuk powder (bubuk) serta bulk ( pellet ). Gambar 2 (a) adalah  spektra XRD material bubuk dan  gambar 2 (b) untuk bulk material LaFe 0.97 Zr 0.03 O 3 yang dikalsinasi pada suhu 900oC dan disinter pada suhu 1000oC. Struktur kristal dianalisis menggunakan program Fullprof . Hasil analisis Rietveld menunjukan bahwa sampel tidak memiliki fase lain ( impuritas) dan menunjukan puncak yang konsisten dengan struktur orthorhombik dengan space group Pbnm yang direpresentasikan dengan nilai puncak pada bidang hkl (101), (121), (220), (202), (222), (240), dan (204) juga    diketahui    bahwa    puncak    dengan  intensitas  tertinggi  terletak  pada  bidang  hkl  (121).  Intensitas dipengaruhi oleh beberapa faktor, salah satunya yaitu faktor hamburan dari sinar X pada arah Bragg. Jika faktor hamburan besar maka  intensitasnya  besar.
20 40 60 80 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 LaFe 0.97 Zr 0.03 O 3 Sample bubuk Experiment Fitting Diff Int en sity (a rb .un its) 2  ( Deg.) (a)
(b)
Gambar 2:  Hasil fitting XRD LaFe 0.97 Zr 0.03 O 3 pada sampel (a) powder, (b) bulk
Pada  gambar  diatas  dapat  dilihat  h asil  parameter  fitting  menunjukan  kesesuaiaian  yang  baik  dengan difaraktogram  eksperimental  yang    ditampilkan  dengan  nilai  yang  rendah  dari  parameter  Rwp,  Rp  dan goodness of fit (GOF). Hasil fitting pada sampel menunjukan  nilai GOF ( 𝜒 2 ) adalah 1.04.
20 40 60 80 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 LaFe 0.97 Zr 0.03 O 3 Sample Bulk Experiment Fitting Diff Int en sity (a rb .un its) 2  ( Deg.)

## B. Mikrostruktur, Karakterisasi SEM-EDX
Uji karakterisasi SEM berfungsi untuk mendapatkan informasi mengenai morfologi permukaan dan ukuran grain sampel. Pengujian dilakukan pada mikrostruktur pada  sampel bulk LaFe 0.97 Zr 0.03 O 3 yang telah disinter. Hasil  informasi  diperoleh    dengan  menganalisis  gambar  SEM  menggunakan software  ImageJ .  Gambar  3 merupakan  visualisasi  permukaan  dari secondary  image (LFD)  pada  sampel  bulk  .  Pengukuran  gambar tersebut  dilakukan  dengan  perbesaran  50.000x  di  setiap  sampel  nya.  Dari  gambar    terlihat  bahwa  sampel menunjukkan  bentuk grain yang  hampir  homogen  (seragam)  yang  terdistribusi  pada  permukaan  sampel . Namun, pada bagian tertentu terlihat spherical grain yang hampir berkerumun atau mengalami aglomerasi. Warna terang dan gelap berturut-turut merupakan butir-butir serbuk dan porositas. Porositas  adalah  volume atau    bagian    kosong    pada  material.        Gambar  3  (a,b)  merupakan  distribusi grain untuk  sampel bulk LaFe 0.97 Zr 0.03 O 3 . Tampak bahwa rata-rata ukuran grain untuk sampel LaFe 0.97 Zr 0.03 O 3 adalah 151 nm diperoleh dari hasil kalkulatif menggunakan Gaussian fitting.
80 100 120 140 160 180 200 220 240 0 5 10 15 20 25 30 Coun t Diameter (nm) x = 0.03 151 nm (a) (b)
Gambar 1:  SEM micrograph (a) dan distribusi grain (b) pada sampel bulk LaFe 1-x ZrxO 3 (x=0.01, 0.03, 0.05)

## C.  Karakterisasi Raman
Spectroskopi Raman digunakan untuk uji karakterisasi pada sampel  LaFe 0.97 Zr 0.03 O 3 berbentuk powder. Uji karakterisasi  tersebut  dilakukan  untuk  mengetahui  sifat  optis  dan  perubahan  fase  structural  pada  material berkaitan  dengan  perubahan  parameter  yang  ditandai  dengan  adanya raman  mode [7],  [8] . Gambar  4 menunjukkan  spektrum  Raman  pada  suhu  kamar  dari  material  LaFe 0.97 Zr 0.03 O 3 .  Raman modes yang ditampilkan juga serupa dan fit dengan sampel yang telah dilaporkan sebelumnya untuk x = 0.03 yang memiliki struktur orthorhombic dan Pbmn space group .
200 400 600 800 1000 0 20 40 60 80 100             x=0.03 In te ns ity (a rb.u ni ts ) Raman Shift (cm -1 ) Data Fitting
Gambar 4: Hasil peak-fit uji Raman sampel powder material perovskite LaFe 0.97 Zr 0.03 O 3
D.  Sifat listrik LaFe 0.97 Zr 0.03 O 3
1. Analisis Impedansi spectroscopy
0 2 4 6 8 10 0 2 4 6 8 10 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 Z" (MOh m) Z' (MOhm) 225 250 275 x=0.03 LaFe 1-x Zr x O 3 Z' ' (x 10 6 Ohm ) Z' (x 10 6 Ohm) 175 o C 200 o C 225 o C 250 o C 275 o C 1.8 1.9 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 10 -8 10 -7 10 -6 10 -5 10 -4 1000/T (K -1 )  g (S/m)  g Linear Fit x=0.03 Ea= 0.477 eV
Gambar 5: Nyquist plot dan Konduktivitas DC (σg ) terhadap temperature pada sampel LaFe 0.97 Zr 0.03 O 3 Pada gambar 5 menunjukan penurunan diameter semisirkular siring meningkatnya temperature. Gambar tersebut  juga menunjukan nilai konduktivitas (σg) untuk menentukan nilai energy aktivas. Aktivasi energi pada proses tersebut  merupakan energi yang di butuhkan untuk membuat ion oksigen bergerak dari satu posisi ke posisi stabil yang terdekat.
0.1 1 10 100 1000 0 2 4 6 8 10 12 14 16 x=0.03 LaFe 1-x Zr x O 3 Z' ( x 10 6 Ohm ) f (kHz) 175 o C 200 o C 225 o C 250 o C 275 o C 10 -1 10 0 10 1 10 2 10 3 0 1 2 3 4 5 6 10 -1 10 0 10 1 10 2 10 3 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 Z" (x 10 6 Ohm ) f (kHz) 225 250 275 x=0.03 LaFe 1-x Zr x O 3 Z' ' (x 10 6 Ohm ) f (kHz) 175 200 225 250 275 (a) (b)
Gambar 6: Bode plot 𝑍 ′ vs f (a) dan Bode plot 𝑍 "  vs f (b) sampel bulk LaFe 0.97 Zr 0.03 O 3
Gambar 6 (a) menunjukkan Bode plot dari real impedansi ( Z ′). Sampel menunjukkan trend 𝑍 ′ menurun terhadap  peningkatan  frekuensi  dan  menjadi  independen  pada  frekuensi  tinggi.  Grafik  tersebut  juga menunjukkan bahwa 𝑍 ′ menurun terhadap peningkatan  temperature menunjukan  adanya peningkatan konduktivitas  ac  pada  region  frekuensi  tinggi  [8].  Nilai 𝑍 ′  yang  tinggi  pada  frekuensi  rendah mengindikasikan adanya  polarisasi space charge pada sampel . Nilai 𝑍 ′ pada akhirnya menyatu untuk semua temperatur pada frekuensi tinggi yang menunjukan adanya pelepasan space charge dan penurunan konsekuen sifat barrier pada material [8].
Gambar 6  (b) menunjukkan hubungan impedansi imajiner (Z'') dengan frekuensi pada temperatur tertentu untuk  semua  sampel.  Pada  gambar  tersebut  terlihat    puncak  pada  fekuensi  karakteristik  ( 𝑓𝑚𝑎𝑘𝑠 )  dan menggambarkan relaksasi dari pembawa muatan terhadap medan listrik ac yang diberikan. Puncak tidak simetri  pada  gambar  dan  melebar  dengan  meningkatnya  temperatur,  puncak  relaksasi  menurun  dan bergeser ke frekuensi lebih tinggi yang menunjukkan bahwa relaksasi bergantung pada aktivasi termal pembawa muatan.

## 2. Analisis Dielektric
Sifat dielektri pada material LaFe 0.97 Zr 0.03 O 3 dapat dianalisis melalui nilai konstanta dielektri ( 𝜀 ′) yang di plot  terhadap  frekuensi  pada  temperarute  berbeda  terlihat    pada  gambar  7.  Pada  gambar  menunjukan bahwa  nilai  konstanta  dielektrik  meningkat  seiring  peningkatan  temperatur,  karena  polarisasi space charge hasil dari mobilitas ion dan defect pada material[9]. Nilai konstanta dielektrik menurun seiring dengan  peningkatan  frekuensi  dan  independen  pada  frekuensi  tinggi.  Penurunan  tersebut  termasuk peristiwa relaksasi dielektrik [10]. Konstanta dielektrik tetap konstan pada frekuensi tinggi dan menurun tajam saat frekuensi rendah yang. Hal ini dapat dikaitkan dengan dipol yang didapatkan dari perubahan keadaan  valensi  kation  dan space  charge  polarization .  Pada  frekuensi  yang  lebih  tinggi,  konstanta dielektrik tetap independen dari frekuensi karena ketidakmampuan dipol listrik untuk mengikuti medan listrik yang diterapkan secara bolak-balik. Nilai-nilai independen frekuensi ini dikenal sebagai nilai statis konstanta dielektrik [11]–[13].
10 -1 10 0 10 1 10 2 10 3 0 10 20 30 40 50 60 70 80 10 0 0 10 20 30 40 50  ' (x 1 0 6 ) f (kHz) 175 o C 200 o C 225 o C 250 o C 275 o C x=0.03  ' (x 1 0 6 ) f (kHz) 175 o C 200 o C 225 o C 250 o C 275 o C x=0.03
Gambar 7;   Konstanta dielektrik (ε‘) pada sampel bulk LaFe 0.97 Zr 0.03 O 3

## IV. KESIMPULAN
1. Material LaFe 0.97 Zr 0.03 O 3 berhasil disintesis menggunakan metode sol-gel dan sampel menunjukkan fase tunggal dengan struktur kristal orthorhombik dan space group Pbnm.
2. Pada pengukuran SEM dan dianalisis menggunakan software ImageJ mengkonfirmasi morfologi sampel.
3. Sifat listrik menunjukan bahwa sample merupakan tipe material semikonduktor. Sample pun menunjukan adanya  peningkatan  pada  konduktivitas  AC.  Selain  itu  menurunnya  nilai  Z'  dengan  meningkatnya frekuensi mengindikasikan adanya proses relaksasi dielektrik pada sampel dan nilai Z' bergabung pada frekuensi tinggi untuk semua sampel dikarenakan adanya pelepasan space charge polarization. Hasil uji RLC meter menunjukkan adanya peningkatan konduktivitas pada sampel dan penurunan nilai resistansi berkorespondensi dengan grain size hasil uji SEM.

## UCAPAN TERIMA KASIH
I.P    mengucapkan  terima  kasih  kepada  Universitas  Indonesia  yang  telah  memberikan  dukungan  finansial melalui Hibah Penelitian dan Terimakasih kepada Institut teknologi Garut yang telah memfasilitasi sehingga penulis dapat menyelesaikan jurnal ini.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] C.  Sunandar, PENUMBUHAN  FILM  BaxSr1-xTiO3  DAN  BaFeSrTiO3  DAN  OBSERVASI  SIFAT FERROELEKTRIKNYA . 2006.
[2] E. Aksel, “Structure and Properties of Sodium Bismuth Titanate Ferroelectric Ceramics,” Mater. Sci. Eng. , vol. Ph.D., p. 204, 2012, [Online]. Available: http://ufdc.ufl.edu/UFE0043928/00001.
[3] RichaRd J. d. Tilley, Perovskites Structure–Property Relationships , First., no. c. Cardiff University, UK: SPi Global, Pondicherry, india, 2016.
[4] A.  Abdalla,  S.  Hossain,  P.  Petra,  and  A.  Azad,  “Effect  of  Zr  addition  on  structure  and  electrical properties of SmFeO3 prepared by solid state reaction method,” Process. Appl. Ceram. , vol. 11, no. 4, pp. 275–281, 2018, doi: 10.2298/pac1704275a.
[5] W. Fan, Z. Sun, J. Wang, J. Zhou, K. Wu, and Y. Cheng, “A new family of Ce-doped SmFeO3 perovskite for application in symmetrical solid oxide fuel cells,” J. Power Sources , vol. 312, pp. 223–233, 2016,
doi: 10.1016/j.jpowsour.2016.02.069.
[6] S. Phokha, S. Hunpratup, S. Pinitsoontorn, and B. Putasaeng, “Structure , magnetic , and dielectric properties of Ti-doped LaFeO 3 ceramics synthesized by polymer pyrolysis method,” Mater. Res. Bull. , vol. 67, pp. 118–125, 2015, doi: 10.1016/j.materresbull.2015.03.008.
[7] A.  Mitra, A.  S.  Mahapatra, A.  Mallick, A.  Shaw,  M.  Ghosh,  and  P.  K.  Chakrabarti,  “Simultaneous enhancement of magnetic and ferroelectric properties of LaFeO 3 by co-doping with Dy 3+ and Ti 4+,” J. Alloys Compd. , vol. 726, pp. 1195–1204, 2017, doi: 10.1016/j.jallcom.2017.08.074.
[8] A. Benali, M. Bejar, E. Dhahri, M. Sajieddine, M. P. F. Graça, and M. A. Valente, “Magnetic, Raman and Mössbauer properties of double-doping LaFeO3 perovskite oxides,” Mater. Chem. Phys. , vol. 149, no. January, pp. 467–472, 2015, doi: 10.1016/j.matchemphys.2014.10.047.
[9] A. Kaur, L. Singh, and K. Asokan, “Electrical relaxation and conduction mechanisms in iron doped barium  strontium  titanate,” Ceram.  Int. ,  vol.  44,  no.  4,  pp.  3751–3759,  2018,  doi: 10.1016/j.ceramint.2017.11.158.
[10]  B. K. F. N. O, S. Dash, R. N. P. Choudhary, P. R. Das, and A. Kumar, “Structural , dielectric , and multiferroic properties of,” vol. 744, no. December 2014, pp. 738–744, 2015, doi: 10.1139/CJP-2014- 0025.
[11]  S. . Khetre, H. . Jadhav, P. . Jagadale, S. . Kulal, and S. . Bamane, “Studies on electrical and dielectric properties of LaFeO 3,” Pelagia Res. Libr. , vol. 2, no. 4, pp. 503–511, 2011.
[12]  S. Irfan et al. , “The Gadolinium (Gd3+) and Tin (Sn4+) Co-doped BiFeO3 Nanoparticles as New Solar Light Active Photocatalyst,” Sci. Rep. , vol. 7, no. August 2016, pp. 1–12, 2017, doi: 10.1038/srep42493.
[13]  D.  R.  Patil et  al. , “Studies  on  electrical  and  dielectric  properties of  Ba1−xSrxTiO3,” Mater.  Chem. Phys. , vol. 104, no. 2–3, pp. 254–257, 2007, doi: 10.1016/j.matchemphys.2007.02.027.