Jurnal Fisika Indonesia No: 52, Vol XVIII, Edisi April 2014

## Sintesis Nanopartikel
Manganese Ferrite (MnFe 2 O 4 ) dengan Metode Kopresipitasi dan Karakterisasi Sifat Kemagnetannya
Rosita Dewi Tawainella 1 , Yuni Riana 1 , Rusliana Fatayati 1 , Amelliya 1 , Takeshi Kato 2 , Satoshi Iwata 2 dan Edi Suharyadi 1 * 1 Laboratorium Fisika Material dan Instrumentasi (Fismatel), Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta, Indonesia
2 Departement of Quantum Engineering, Nagoya University, Furo-cho chikusa-ku, Nagoya, Japan *corresponding author: esuharyadi@ugm.ac.id
Abstrak  – Telah  disintesis  nanopartikel  magnetit  dengan  berbagai  ukuran  butir  yang  berbeda  yang  berasal  dari  bahan MnSO 4 H 2 O  dan  FeCl 3 .6H 2 O    dengan  metode  kopresipitasi  dengan  memvariasi  parameter  suhu  dan  konsentrasi  NaOH. Struktur  dan  ukuran  partikel  hasil  analisa  X-Ray  Diffraction  (XRD)  dan  Transmission  Electron  Microscopy  (TEM) menunjukkan bahwa nanopartikel mengkristal  dengan baik dan  ada ketergantungan  ukuran butir nanopartikel terhadap  dua variasi  parameter  sintesis  tersebut.  Ukuran  butir  yang  dihitung  menggunakan  persamaan  Scherrer  menunjukkan  bahwa ukuran  butir  meningkat  seiring  peninggkatan  suhu  dan  berkurangnya  konsentrasi  NaOH.  Sifat  kemagnetan  MnFe 2 O 4 hasil analisa  Vibrating  Sample  Magnetometer  (VSM).  Sampel  dengan  variasi  konsentrasi  NaOH,  semakin  kecil  ukuran  butir nanopartikel,  medan  koersivitasnya  semakin  rendah.  Sementara  untuk  sampel  dengan  variasi  suhu,  semakin  kecil  ukuran butir,  medan  koersivitasnya  semakin  tinggi.  Hasil  VSM  juga  menunjukkan  bahwa  semakin  tinggi  kristalinitas  sampel,  nilai magnetisasi  saturasinya  semakin  tinggi.  Dengan  demikian  dapat  disimpulkan  bahwa  ukuran  butir  dan  kehadiran  fasa pengotor hematit ( α -Fe 2 O 3 ) mempengaruhi sifat kemagnetan nanopartikel MnFe 2 O 4 .
Kata kunci: nanopartikel, MnFe 2 O 4 , kopresipitasi
Abstract  –  Magnetite  nanoparticles  have  been  synthesized  by  a  variety  of  different  grain  sizes  derived  from  FeCl 3 .6H 2 and MnSO 4. H 2 O  materials  by  co-precipitation  method    with  various  synthesis  temperature  and  concentration  of  NaOH.  The structural  characteristics  and  particle  size  of  MnFe 2 O 4 were  determined  by  X-ray  diffraction  (XRD)  and  Transmission Electron Microscopy (TEM), its showed that nanoparticles well crystallized with various grain size which depend on synthesis parameters.  The  grain  sizes  estimated  using  the  Scherrer  formula  were  found  that  the  grain  size  increased  with  increasing temperature  synthesis  and  decreasing  concentration  of  NaOH.  Magnetic  characterization  of  MnFe 2 O 4 nanoparticles  was investigated  by  using  a  Vibrating  Sample  Magnetometer  (VSM).  Sample  with  various  concentration  of  NaOH  showed  that coercivity  was  decrease  with  the  decrease  of  particle  size.  In  other  hand,  samples  with  various  synthesis  temperature  found that  sample with  smallest  grain size have high coersivity. The saturation magnetization increase  when crystallinity increase. Based  on  the  results,  it  can  be  concluded  that  magnetic  characterization  of  MnFe 2 O 4 was  influenced  by  grain  size  and presence of an impurity phase hematite ( α -Fe 2 O 3 )
Key words: nanoparticles, MnFe 2 O 4 , co-presipitation

## I. PENDAHULUAN
Pesatnya  pengembangan magnetic  nanoparticles (MNPs)  sebagai  alat  atau device dalam  perangkat elektronika, biomedis, industri telekomunikasi  dan rekayasa elektronik  lainnya  saat  ini dikarenakan  multifungsinya  sifat kemagnetan  yang  dimilikinya.  Aplikasinya  yang  secara beragam  dalam  berbagai  perangkat  tersebut,  ketika  ukuran partikelnya  lebih  kecil  dibandingkan  dengan  material bulk nya  yakni  dalam  skala  nanometer.  Sebagian  besar device yang  ada  menggunakan  nanopartikel  berbahan  ferrit lunak,  salah  satunya  adalah manganese  ferrit (MnFe 2 O 4 ). MnFe 2 O 4 secara  spesifik  diaplikasikan  dalam  perangkat elektronik  seperti microwave  devices, chip  memori komputer, radio  frequency  coil  fabrication,  drug  delivery media penyimpanan data, dan transformer cores [1].
Pengunaannya  dalam  perangkat  elektronik  disebabkan oleh  permeabilitas  kemagnetannya  yang  tinggi  [2], resistivitasnya yang jauh lebih rendah daripada CoFe 2 O 4 dan NiFe 2 O 4 [3],  biokompabilitasnya  yang    tinggi  [4],
dibandingkan  dengan  Fe 3 O 4 , γ -Fe 2 O 3, CoFe 2 O 4, dan    NiFe 2 jika  diaplikasikan  untuk magnetic  resonance  imaging (MRI).  Selain  itu  MnFe 2 O 4 pada  suhu  ruang  (20°C) memiliki energi anisotropi yang rendah [5], kondisi ini akan menyebabkan    energi  termal  pada  suhu  ruang  akan menghalangi  energi  anisotropi  untuk  kembali  berada  pada statenya yang terendah. Fenomena ini kemudian memunculkan  sifat  Superparamagnetik  pada  nanopartikel tunggal,  salah  satu  fungsinya  ketika  digunakan  untuk mengobati hyperthermia  cancer dengan  pemberian  medan eksternal  pada  frekuensi  yang  sangat  tinggi  pada  sel-sel kanker yang sebelumnya telah terlokalisasi [6-7].
Lee  dkk  [8]  melaporkan  dalam  penelitian  mereka bahwa  susepsibilitas  magnet  dari  MnFe 2 O 4 lebih  tinggi dari  ferrit  lainnya  seperti    Fe 3 O 4 ,  CoFe 2 O 4 dan  NiFe 2 O 4 dengan  spin  magnetik  sebesar  5 μ b .  Hal  ini  dikarenakan Momen magnetik Mn ferit (MnFe 2 O 4 ) sesuai dengan skema kopling N'eel [9]. Fakta  baru terus  bermunculan atas kajian terhadap manganese  ferrite dengan  menggunakan  beragam
Jurnal Fisika Indonesia No: 52, Vol XVIII, Edisi April 2014
metode,  hasilnya  diperoleh  variasi  ukuran  butir  dari  yang terkecil  (4  nm)  pada  suhu  320°C[10],  sampai  yang  terbesar (154,1 nm) pada suhu 420°C[11]. Namun, dari semua kajian tentang  MnFe 2 O 4 oleh  para  peneliti  sebelumnya  tak ditemukan  informasi  tentang  pengaruh    variasi  suhu (<100°C), durasi pengadukan maupun konsentrasi kopresipitan  secara  simultan    terhadap  ukuran  butir, struktur kristal dan sifat kemagnetan  yang dihasilkan  dalam proses sintesisasi yang dilakukan dengan metode kopresipitasi  maupun  metode  lainnya  seperti:  metode sol- gel , flash combustion , keramik, sitrat dll.
Oleh  karena  itu,  dengan  mengacu  dari  para  peneliti seperti disebutkan di atas dan Setiadi dkk [12], yang berhasil mensintesis  nanopartikel  CoFe 2 O 4 menggunakan  metode kopresipitasi  dengan melakukan variasi  (suhu  dan konsentrasi  kopresipitan),  maka penelitian  ini  dilakukan. Tujuan  akhirnya  adalah  untuk  melihat  ketergantungan  sifat kemagnetan  terhadap  ukuran  partikel,  kehadiran  fasa pengotor hematite ( α -Fe 2 O 3 ),  derajat  kristalinitas,  dan struktur  kristal  dari  MnFe 2 O 4 sehingga    dapat  digunakan sebagai bahan referensi bagi penelitian selanjutnya.

## II. METODE PENELITIAN/EKSPERIMEN
Nanopartikel  MnFe 2 O 4 dibuat  menggunakan  metode kopresipitasi  dengan  mencampurkan    MnSo 4. H 2 O  dan FeCl 3 .6H 2 O  sebagai  penyedia  ion  Mn 2+ dan  Fe 3+ dengan perbandingan  koefisien  reaksi  1:2.      0,84  gram MnSo 4 H 2 O;  2,703  gram  FeCl 3 .6H 2 O  dilarutkan  masing- masing  dalam  10  ml  aquades  sampai  homogen,  setelahnya dicampur  jadi  satu  sambil  menambahkan  3,37  mL  HCl (37%)  yang  diaduk  kembali    hingga  homogen.  Kemudian masukkan  campuran  larutan  tersebut  ke  dalam  larutan NaOH  yang  telah  terhomogenkan  dalam  100  mL  aquades tetes demi tetes secara perlahan sambil diaduk menggunakan
magnetic  stirrer dengan  kecepatan  sentrifugasi  550  rpm selama  120  menit.  Lengkapnya    variasi  suhu  dan konsentrasi  NaOH  dapat  dilihat  pada  Tabel  1  dan  Tabel  2. Larutan  yang  terbentuk  kemudian  diletakan  di  atas  magnet permanen untuk mempercepat pengendapan. Untuk meminimalisir  garam  yang  terlarut dalam  larutan  MnFe 2 O 4, maka dilakukan pencucian kurang lebih 7 kali pengulangan. Setelah  proses  pencucian  selesai,  endapan  kemudian dipanaskan  dalam furnace sampai  kering  dengan  suhu kontrol    sekitar  80°C.  Setelahnya  akan  diperoleh  bubuk berwarna hitam.
Sampel  MnFe 2 O 4 dari  berbagai  variasi  suhu  dan konsentrasi  NaOH  yang  telah  terbentuk  kemudian dikarakterisasi  dengan X-ray  Diffraction (Shimadzu  model XD-3H)  dengan  tabung  CuK α (panjang  gelombang  1,5406 Å )  untuk  mengetahui  fase  yang  terkandung  dalam  sampel. Perhitungan  distribusi  ukuran  sampel  dilakukan  dengan menggunakan  persamaan  Scherrer,  seperti  tercantumdi bawah ini :
Dengan t adalah  ukuran  butir  kristal, k adalah  konstanta Scherrer (0,89), λ adalah panjang gelombang sinar-X  dan β adalah lebar setengah puncak ( full width at half maximum = fwhm )  dari  puncak  utama.  Morfologi  partikel  akan diinvestigasi  dengan  menggunakan Transmission  Electron Microscopy (Jeol  JEM  1400)  dan  karakterisasi  sifat kemagnetan dengan Vibrating Sample Magnetometer (Riken Denshi Co. Ltd).
Tabel 1. Parameter sintesis Nanopartikel MnFe 2 O 4 variasi suhu sintesis No Nama Sampel Massa MnSo 4. H 2 O (g) Massa FeCl 3 .6H 2 O (g) Volume HCL (ml) Konsentrasi NaOH (M) Durasi Pengadukan (menit) Suhu Sintesis (°C) 1 E 0,84 2,703 3,37 5 120 RT 2 D 0,84 2,703 3,37 5 120 50 3 B 0,84 2,703 3,37 5 120 80
Tabel 2. Parameter sintesis Nanopartikel MnFe 2 O 4 variasi konsentrasi NaOH
No Nama Sampel Massa MnSo 4. H 2 O (g) Massa FeCl 3 .6H 2 O (g) Volume HCL (ml) Konsentrasi NaOH (M) Durasi Pengadukan (menit) Suhu Sintesis (°C) 1 C 0,84 2,703 3,37 1,5 120 80 2 B 0,84 2,703 3,37 5 120 80 3 A 0,84 2,703 3,37 10 120 80
Jurnal Fisika Indonesia No: 52, Vol XVIII, Edisi April 2014

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 In te n s it a s ( a .u ) 2   t h e t a   ( d e r a j a t ) B D E * =   F e 2 O 3 2 2 0 * 3 1 1 4 0 0 3 3 3 4 4 0
Gambar 1  menunjukan pola  XRD  dari sampel MnFe 2 O 4 dengan  variasi  Suhu.  Notasi  E  untuk  suhu  kamar,  B  untuk suhu  80°C  dan  D  untuk  suhu  50  °C.    Analisa  kualitatif dengan  menggunakan software  origin akhirnya  puncak utama  ditemukan  berada pada  daerah  2θ  sekitar  35° C  yang merupakan  puncak  bidang  (311)  dari  MnFe 2 O 4 yang berbentuk  kubik  spinel.  Dilihat  dari  ketinggian  puncak utama, sampel B memiliki intensitas paling tinggi dan paling tajam  dibanding  sampel  E  dan  D.  Hal  ini  menunjukkan bahwa  sampel  B  memiliki  derajat  kristalinitas  yang  paling tinggi dari kedua sampel yang ada. Dimana tingginya derajat kristalinitas ini dipengaruhi oleh adanya proses nukleasi dan crystal  growth yang  berlangsung  secara  cepat  dan  simultan sebagai  akibat  tingginya  derajat  lewat  jenuh  larutan  ketika suhu dalam proses sintesisasi dinaikan.
Selanjutnya,  Gambar  2  merupakan  pola  XRD  Dari  hasil Variasi konsentasi NaOH (1,5 M dinotasikan dengan C, 5 M dinotasikan  dengan  B  dan  10  M  dinotasikan  dengan  A). Berdasarkan  Tabel  4,  diperlihatkan  nilai  parameter  kisinya
mengalami  kenaikan  secara  signifikan  dengan  penambahan Konsentrasi  NaOH.  Berdasarkan  Nilai-nilai  parameter  kisi yang  ada,  disimpulkan  bahwa  ketiga  sampel  mampu mengkristal dengan baik. Dengan nilai kristalinitas tertinggi pada  sampel  C  dengan  konsentrasi  NaOH  1,5  M.  Hal  ini diprediksi  sebagai  akibat  dari  adanya  absorpsi  endapan hidroksida terhadap kation-kation Na selama berlangsungnya  proses  sintesis  dan  sukarnya  memisahkan pengotor  dan  endapan  murni  yang  diinginkan    dalam proses  pencucian.  Selain  puncak-puncak  yang  merupakan karakteristik  MnFe 2 O 4, muncul  pula  puncak  lain,  yaitu puncak α -Fe 2 O 3 ( hematite) yang    bersifat  antiferomagnetik pada  suhu  (<  950  K)  [13],  dan  berlaku  sebagai  pengotor. Kehadiran α -Fe 2 O 3 ( hematite) secara  visual ditandai dengan warna  sampel  yang  agak  kecokelatan  [14],  sebagai  akibat dari  adanya  reaksi  oksidasi  antara  ion-ion  sampel  dengan ion-ion oksigen.
2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 In te n s it a s ( a .u ) 2   t h e t a   ( d e r a j a t ) C B A * =   F e 2 O 3
2 2 0 * 3 1 1 4 0 0 3 3 3 4 4 0
Gambar 1. Hasil pengujian XRD sampel dengan variasi suhu sintesis
Gambar 2. Hasil pengujian XRD sampel dengan variasi konsentrasi NaOH
Jurnal Fisika Indonesia No: 52, Vol XVIII, Edisi April 2014 ISSN : 1410-2994
[440] [333] [400]
[311]
[220]
Gambar 3. Hasil pencitraan TEM nanopartikel MnFe 2 O 4
Tabel 3. Hasil pengamatan VSM pada sampel dengan variasi suhu
No Nama Sampel Parameter Kisi Ukuran Butir (nm) Koersivitas (Oe) Magnetisasi Saturasi (emu/g) Ketinggian Intensitas puncak (311) (a.u) 1 E 8,451 9,362 78 3,65 34,2 2 D 8,465 14,879 209 8,74 42,34 3 B 8,478 18,611 97 14,53 104,58

## Tabel 4. Hasil pengamatan VSM pada sampel dengan variasi konsentrasi NaOH
No Nama Sampel Parameter Kisi Ukuran Butir (nm) Koersivitas (Oe) Magnetisasi Saturasi (emu/g) Ketinggian Intensitas puncak (311) (a.u) 1 C 8,492 25,362 107 6,41 138,55 2 B 8,478 18,611 97 14,53 104,58 3 A 8,456 14,760 67 18,95 71,58
Photogarafi  TEM  menggunakan  sampel  A    (ditunjukan pada  Gambar  3),  hasil  dari  gambar  memperlihatkan    fase kubik spinel. Pada gambar sebelah kiri sebagai hasil analisa kualitatif dengan menggunakan software ImageJ diperlihatkan  adanya  aglomerasi  yang  menyebabkan rendahnya  dispersibilitas    nanopartikel  yang  diperoleh. Area  difraksi  elektron  diperlihatkan  hampir  sama  untuk semua  sampel.  Dari  gambar  sebelah  kanan,  ditunjukan adanya  puncak-puncak  yang  merupakan  indikator  dari sebuah  nanopartikel manganese  ferrite .  Pola  cincin  yang ditandai dengan garis putus-putus mengindikasikan kristalinitas yang tinggi dari material nanopartikel magnetik ini.  Difraksi  yang  dihasilkan  sekaligus  mengidentifikasi indeks  millernya,  secara  berurutan  dari  yang  paling  dalam sampai  terluar  yaitu:  (220),  (311),  (400),  (333),  (440). Hasil TEM ini sejalan dengan hasil analisa dari XRD.
Sifat  magnetik  nanopartikel  MnFe 2 O 4 dapat  diketahui berdasarkan  hasil  VSM.  Hasil  yang  diperoleh  menunjukan adanya  karaketer  yang  berbeda-beda  disesuaikan  dengan perlakuan  selama  berlangsungnya  proses  sentrifugasi.  Dari pengamatan  VSM  diperlihatkan  nilai  koersivitas  yang membesar  seiring  dengan  kenikan  suhu  dan  mengecil dengan perubahan konsentrasi kopresipitan (ditunjukan pada Tabel  3  dan  4),  hal  ini  diperjelas  pada  tampilan  inset. Pada sampel dengan  variasi suhu diperoleh nilai  koersivitas sebesar    78;209;  dan  97  Oe  masing-masing  untuk  sampel E,  D  dan  B.  Berdasarkan  nilai  koersivitas  sampel  E, disimpulkan  bahwa  hasil  ini  menunjukan  tidak    adanya signifikansi  antara    medan  eksternal  yang  diberikan  dan efek  magnetisasi  nanopartikel  agar  kembali  ke  posisi  nol dengan  ukuran  butir  yang  dihasilkan.  Dugaan  awal  bahwa hal ini dipengaruhi oleh adanya penggumpalan (aglomerasi) yang  disebabkan  terjadinya  pergeseran  domain,  dari single
Jurnal Fisika Indonesia No: 52, Vol XVIII, Edisi April 2014 ISSN : 1410-2994
-15 -10 -5 0 5 10 15 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 M a g n e ti sa si ( e m u /g ) Medan M agnet (kOe) -0.2 0.0 0.2 -0.2 0.0 0.2 -15 -10 -5 0 5 10 15 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 M a g n e ti s a s i (e m u /g ) M edan Magnet (kOe) -0.2 0.0 0.2 -0.2 0.0 0.2
domain  ke  multidomain.  Jelasnya  ditampakan  pada  kurva histeresis, (ditunjukan pada Gambar 7).
Nilai  koersivitas  sampel  dengan  variasi  konsentrasi NaOH  masing-masing  untuk  sampel  C,  B  dan  A    adalah 107;  97;  67  Oe.  Hasil  ini  menunjukan  bahwa  besarnya medan  eksternal  yang  dibutuhkan  oleh  nanopartikel  yang termagnetisasi untuk kembali ke posisi nol berbanding lurus dengan ukuran butir yang dihasilkan (ditunjukan pada Tabel 4).
Ukuran  partikel  yang  dihasilkan  beberapa  puluh nanometer  dapat  dianggap  sebagai  domain  tunggal  dan karenanya, menampilkan sifat berbeda  dari bulk nya.  Hal ini memberi  gambaran  adanya  kecenderungan  sampel  untuk berperilaku  sebagai  material  superparamagnetik.  Walau belum  ada  kepastian  terhadap  analisa  ini,  dikarenakan  nilai koersivitasnya yang tidak nol.
Berdasarkan  Tabel  3  dengan  variasi  suhu,  ditunjukan beragamnya  nilai  magnetisasi  saturasi (Ms) ,  dengan  nilai terbesar  dimiliki  oleh  sampel  B.    Hal  serupa  juga  terjadi pada sampel dengan variasi konsentrasi NaOH, dimana nilai magnetisasi terbesar didapatkan oleh sampel A. Beragamnya nilai  magnetisasi  saturasi  ini  disebabkan  oleh  beberapa faktor,  yaitu  ukuran  butir  partikel,  derajat  kristalinitas  serta kehadiran fasa pengotor α -Fe 2 O 3 ( hematite).
Dari  gambar  teridentifikasi  bahwa  nanopartikel dengan ukuran butir paling kecil (sampel E), memiliki kurva magnetisasi  berbentuk  huruf  S  landai  (9,362  nm)  dengan nilai  magnetik  saturasi  ( Ms) 3,65  emu/g  yang  membentuk loop histerisis, sementara itu sampel  A dengan ukuran butir (14,760  nm)  yang  lebih  besar  memiliki  kurva  magnetisasi berbetuk  S  agak  tegak  dan  memiliki  nilai  magnetisasi saturasi  18,95  emu/g.  Informasi  visual  ini  memberikan makna  bahwa  pada  sampel  E  telah  terjadi  penggumpalan (aglomerasi). Berdasarkan studi literatur diterangkan bahwa pada  suhu  kamar  (20°)  nanopartikel  MnFe 2 O 4 memiliki energi  anisotropi  yang  rendah  dengan  nilai  magnetisasi saturasi yang sangat besar yakni; 175 Oe [1]. Hal ini sangat jauh  berbeda  dengan  hasil  yang  diperoleh  pada  sintesis  ini seperti  ditunjukan  pada  Tabel  4.    Secara  detil  dijelaskan bahwa  semakin  kecil  ukuran  partikel    maka  momen magnetik  pada  nanopartikel    cenderung  lebih  tidak  stabil. Ketidakstabilan  momen  magnetik  pada  partikel  dengan ukuran  butir  yang  lebih  kecil  disebabkan  oleh  energi anistropi yang dimiliki oleh partikel tersebut jauh lebih kecil dibandingkan dengan nanoparikel berukuran besar, akibatnya  bila  diberikan    medan  magnet  eksternal    maka momen magnetik dengan ukuran butir yang lebih kecil akan lebih  reaktif  dalam  merespon  medan  eksternal  yang diberikan.
Dalam kajian tentang derajat kristalinitas, disimpulkan  bahwa pada variasi  suhu  kristalinitas meningkat  seiring  dengan  adanya  peningkatan  ukuran  butir partikel  dan  magnetisasi  saturasi.  Hasil  ini  agak  tidak rasional,  karena  semakin  kecil  ukuran  butir,  maka  suatu partikel  akan  mudah  termagetisasi,  hasilnya  dengan diperolehnya  nilai Ms yang  lebih  besar  dengan  bentukan grafik  yang  kristalin  dan  tidak  amorfus  [12].  Berbeda dengan    hasil pada variasi konsentrasi, dimana berdasarkan Tabel  4,  diperlihatkan  adanya  kesesuaian  antara  kenaikan
derajat  kristalinitas  terhadap  ukuran  butir  dan  magnetisasi saturasinya.  Nilai  yang  ada  didukung  dengan  sinkronnya nilai  parameter  kisi  dan  koersivitas  (jelasnya  ditunjukan pada Tabel 3 dan 4).
Tabel 5. Rasio α -Fe 2 O 3 di dalam sampel MnFe 2 O 4 Sampel Parameter Kisi Magnetisasi Saturasi (emu/g) Rasio Luasan ( α -Fe 2 O 3 / MnFe 2 O 4 ) A 8,456 18,95 0,61 B 8,478 14,53 0,63 C 8,492 6,41 0,62 D 8,465 8,74 0,62 E 8,451 3,65 0,59
Untuk  melihat  pengaruh    fasa  pengotor  hematit  ( α - Fe 2 O 3 ),  terhadap  sifat  kemagnetan  MnFe 2 O 4 ,  maka berdasarkan  Tabel  5,  diperlihatkan    bahwa  pada  sampel dengan  suhu  kamar  (dinotasikan  dengan  E),  nilai magnetisasi  saturasinya  sangatlah  kecil,  berbanding  lurus dengan  nilai  rasio  luasan α -Fe 2 O 3 /  MnFe 2 O 4 )  yakni  3,65 emu/g  dan  0,59.  Makna  fisisnya  hal  ini  dikarenakan kehadiran  fasa  pengotor hematite ( α -Fe 2 O 3 )  yang  bersifat paramagnetik  pada  suhu  kamar.  Faktanya  bahwa  nilai magnetisasi  saturasi  yang  ada  meningkat  seiring  dengan besarnya  rasio  luasan  ( α -Fe 2 O 3 /  MnFe 2 O 4 ),  namun  agak menyimpang dari nilai parameter kisinya disebabkan adanya aglomerasi .    Tingginya  derajat  kristalinitas  dan  dekatnya parameter  kisi  dengan  material bulk nya  yakni  8,5  (Å), mengindikasikan nilai  magnetisasi akan semakin mendekati material bulk nya.
Gambar 4. Kurva loop histeresis sampel A
Gambar 5. Kurva loop histeresis sampel B
Jurnal Fisika Indonesia No: 52, Vol XVIII, Edisi April 2014
-15 -10 -5 0 5 10 15 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 M a g n e ti s a s i (e m u /g ) Medan Magnet (kOe) -0.2 0.0 0.2 -0.2 0.0 0.2 -15 -10 -5 0 5 10 15 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 M a g n e ti s a s i (e m u /g ) Medan Magnet (kOe) -0.2 0.0 0.2 -0.2 0.0 0.2 -15 -10 -5 0 5 10 15 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 M a g n e ti s a s i (e m u /g ) Medan Magnet (kOe) -0.2 0.0 0.2 -0.2 0.0 0.2 Gambar 6. Kurva loop histeresis sampel C Gambar 7. Kurva loop histeresis sampel D
Gambar 8. Kurva loop histeresis sampel E durasi  pengadukan  yanga  diberikan  dalam  sintesis. Sedangkan  sifat  kemagnetan,  untuk  sampel  dengan  variasi konsentrasi  NaOH  menunjukkan  bahwa  ketika  ukuran  butir semakin  kecil  maka  nilai  koersivitasnya  juga  semakin  kecil yang menunjukkan sifat nanopartikel yang mulai bertransformasi
dari ferromagnetik ke sifat superparamagnetik. Sedangkan untuk sampel dengan variasi suhu  menunjukkan  semakin  kecil  ukuran  butir  maka koersivitasnya ternyata semakin besar, yang disebabkan oleh pergeseran  domain  partikel  dari  single  domain  ke multidomain. Selain itu kehadiran fasa pengotor menyebabkan  penurunan  sifat  kemagnetan  nanopartikel MnFe 2 O 4.

## PUSTAKA
[1]    Sam,  S.,  Nesaraj,  S.  A.,  2011.  Preparation  of  MnFe2O4 nanoceramic Particles by Soft Chemical Routes, International  Journal  of  Applied  Science  and  Engineering,
Karunya university, India.
[2]     Ahmed,  M.A.,  Okasha,  N.,  El-Dek,  S.I.,  2008.  Preperation and  Characterization  of  nanometric  mn  ferrite  via  Different Methode, Nanotechnology , Cairo university, Egypt.
[3]    Lotger F K 1964 J. Phys. Chem. Solids 25 345.
[4]     Tomsdorf,  U.I.,  Bigall,  N.C.,  Kaul,  M.G.,  Bruns,  O.T., Nikolic,  M.S.,  Mollwitz,  B.,  Sperling,  R.A.,  Reimer,  R., Hohenberg, H., Parak, W.J., Förster, S., Beisiegel, U., Adam, G.,  Weller,  H.,  2007.  Size  and  surface  effects  on  the  MRI relaxivity  of  manganese  ferrite  nanoparticle  contrast  agents. Nano Lett , 7 , 2422-2427.
[5]        Zuo, X., Yang, A., Yoon, S., Christodoulides, J., Harris, V. G., and Vittoria, C. 2005. Large induced magnetic anisotropy in  manganese  spinel  ferrite  films. Applied  Physics  Lett ers, 87, 15: 2505-2507.
[6]    Ritter,  J.A.;  Ebner,  A.D.;  Daniel,  K.D.;  Stewart,  K.L. Application  of  high  gradient  magnetic  separation  principles to  magnetic  drug  targeting. J.  Magn.  Magn.  Mater. 2004, 280 , 184-201.
[7]        Zheng, W.; Gao, F.; Gu, H. Magnetic polymer nanospheres with high and uniform magnetite
[8]      Lee,  J.H.,  Huh,  Y.M.,  Jun,  Y.-W.;  Seo,  J.-W.,Jang,  J.-T., Song,  H.-T.,  Kim,  S.J.,  Cho,  E.-J.,  Yoon,  H.-G.,  Suh,  J.-S., Cheon, J., 2006. Artificially engineered magnetic nanoparticles  for  ultrasensitive  molecular  imaging. Nature Me , 13 , 95-99.
[9]    Takadate, K., Yamamoto, Y., Makino, A., Yamaguchi, T and Sasada, I., 1998. J. Appl. Phys. 83 6854.
[10]      Nikumbh A K, Nagawade A V, Tadke V B and Bakare P P 2001 J. Mater. Sci. 36 653.
[11]   Ahmed,  M.A.,  Okasha,  N.,  El-Dek,  S.I.,  2008.  Preperation and  Characterization  of  nanometric  mn  ferrite  via  Different Methode, Nanotechnology , Cairo university, Egypt.
[12]  Setiadi,  E,  A.,  Shabrina  N.,  Utami  HRB.,  Fahmi  Nur,  F., Kato,  T.,  Iwata  Sathosi,  dan  Suharyadi,  E,.  2013.  Sintesis Nanopartikel  Cobalt  Ferrite  (CoFe 2 O 4 )  dengan  Metode Kopresipitasi  dan  Karakterisasi  Sifat  Kemagnetannya, Indonesian  Journal  of  Applied  Physics, Yogyakarta, Indonesia.

## IV. KESIMPULAN
Sintesisasi  dengan  metode  kopresipitasi  telah  mampu menghasilkan  Nanopartikel  MnFe 2 O 4 .  Hasil  yang diperoleh menunjukkan bahwa ukuran butir meningkat  seiring  dengan  kenaikan  suhu  sintesis  dan akan  menurun  seiring  dengan  kenaikan  konsentrasi NaOH dan lamanya durasi pengadukan yanga diberikan
Gambar 7. Kurva loop histeresis sampel E
Jurnal Fisika Indonesia No: 52, Vol XVIII, Edisi April 2014
[13]      Gubin,  S.P.,  Koksharov,  Y.A.,  Khomutov,  G.B.  dan Yurkov,  G.Y.,  2005.  Magnetic  nanoparticles:  preparation, structure  and  properties, Russian  Chemical  Reviews ,  6,489-
520.
[14]    Tartaj,  P.,  Morales, M.d.P.,  Verdaguer,  S.V., Carreno,  T.G. dan  Serna,  C.J.,  2003.  The  preparation  of  magnetic nanoparticles  for  applications  in  biomedicine, J.  Phys.  D: Appl. Phys ., 36, R182-R197
.