Karakterisasi Keramik (Mg1.0Zn0.0) TiO3 + 4 wt% Bi2O3 untuk Aplikasi sebagai Resonator pada Rangkaian Dielektrik Resonator Osilator

Keramik MgTiO₃ memiliki potensi untuk diaplikasikan dalam sistem telekomunikasi seluler yang beroperasi pada gelombang mikro, seperti berperan menjadi resonator pada rangkaian dielektrik resonator osilator (DRO). Makalah ini melaporkan hasil fabrikasi keramik (Mg_1,0Zn_0,0)TiO₃+4 wt% Bi₂O₃ (disingkat MZT0+4wt%Bi₂O₃) dengan tujuan untuk mengkaji potensinya sebagai resonator pada rangkaian DRO serta karakterisasi struktur, mikrostruktur dan densitas bulk. Penambahan 4 wt% Bi₂O₃ kepada serbuk MZT0 dilakukan melalui ball-mill. Serbuk hasil milling dikompaksi dengan hydraulic press dan dua cylindrical die press. Semua pelet disinter pada suhu 1100ºC dengan variasi waktu tahan 4, 6 dan 8 jam. Struktur keramik dengan waktu tahan sinter 4 dan 6 jam masing-masing menghasilkan fasa utama MgTiO₃=(94,33±2,68) dan (95,34±1,95)% molar dan sisanya fasa TiO₂. Waktu tahan 8 jam menghasilkan fasa MgTiO₃ (96,11±2,94)% molar dan sisanya fasa Mg₂TiO₅ serta TiO₂. Mikrostruktur ketiga keramik berupa butiran dengan diameter rata-rata 1,32-2,24 µm disertai pori. Densitas bulk menunjukkan penurunan nilai dari waktu tahan sinter. Karakterisasi DRO ketiga keramik merekam signal resonansi pada frekuensi 5,207; 5,005 dan 5,121 GHz dengan daya mendekati 0 dBm sehingga dapat disimpulkan bahwa keramik MZT0+4 wt% Bi₂O₃ dapat diaplikasikan sebagai resonator pada rangkaian DRO yang bekerja pada daerah gelombang mikro, khususnya pada 5,0-5,2 GHz.

MgTiO3-based ceramics have potential applications in telecommunications systems at microwave frequencies, such as resonators in dielectric resonator oscillator (DRO) circuits. This paper reports the results of (Mg1.0Zn0.0)TiO3+4wt% Bi2O3 (abbreviated MZT0+4wt%Bi2O3) ceramic fabrication to assess its potential to be used as a resonator in the DRO circuit. We characterized its structure, microstructure, and bulk density. The addition of 4wt%Bi2O3 to MZT0 crystalline powder was carried out via ball-mill. The milled powder was compacted using a die press to obtain pellets. All pellets were sintered at 1100ºC for 4, 6, and 8 h. Ceramic structures of the 4 and 6 h holding time consists of MgTiO3 phase (94.33±2.68) and (95.34±1.95)% molar respectively, while the rest phase was TiO2. The 8-h ceramic structure comprises (96.11±2.94) % molar MgTiO3 accompanied by Mg2TiO5 and TiO2. The ceramics' microstructure consists of a cluster of grains with an average diameter of 1.32-2.24 μm and pores. Bulk density decreases with the increase of sintering holding time. The DRO characterization records a resonance signal each at 5.207, 5.005, and 5.121GHz with power approaching 0 dBm, suggesting that the MZT0+4wt%Bi2O3 ceramics can be used as a resonator in the DRO circuit working in microwave frequencies, especially at 5.0-5.2GHz.