KAJIAN KOMPUTASI SUMBANGAN STRUKTUR ELEKTRONIK PADA SUPERKONDUKTIVITAS BILAYER GRAPHENE TERDOPING KALSIUM MENGGUNAKAN DENSITY FUNCTIONAL THEORY

SRI HIDAYATI, Dr. Iman Santoso, M. Sc; Dr. Sholihun, M.Sc

2020 | Tesis | MAGISTER FISIKA

Graphene merupakan material 2 dimensi yang memiliki struktur elektronik, mekanik, termal dan sifat lainnya yang luar biasa. Oleh karena itu, graphene banyak dikaji struktur elektronik maupun sifat konduktivitasnya. Penelitian ini mengkaji sumbangan struktur elektronik pada superkonduktivitas bilayer graphene terdoping kalsium menggunakan pendekatan Density Functional Theory. Doping kalsium diletakkan di antara dua layer graphene (sistem A) dan di atas permukaan bilayer graphene (sistem B). Perhitungan dilakukan dengan menggunakan model supersel 4x4 dengan konsentrasi atom kalsium 1.52%, 3.12% dan 6.25%. Hasil perhitungan menunjukkan bahwa terjadi pergeseran pita energi di bawah level Fermi akibat doping tipe-n baik pada sistem A maupun sistem B, sehingga menyebabkan kedua sistem bersifat metal. Akibat doping kalsium menyebabkan energi Fermi di kedua sistem meningkat seiring dengan bertambahnya doping. Kemudian ditemukan bahwa sistem A menghasilkan transfer elektron tertinggi adalah 0.06 e dan sistem B 0.0087 e. Temperatur kritis (T) tertinggi adalah 1.37 K untuk sistem A dan 7.9 K c untuk sistem B. Kompensasi (trade off ) doping maksimum yang bisa diberikan pada kedua sistem adalah 6.25%.

Graphene merupakan material 2 dimensi yang memiliki struktur elektronik, mekanik, termal dan sifat lainnya yang luar biasa. Oleh karena itu, graphene banyak dikaji struktur elektronik maupun sifat konduktivitasnya. Penelitian ini mengkaji sumbangan struktur elektronik pada superkonduktivitas bilayer graphene terdoping kalsium menggunakan pendekatan Density Functional Theory. Doping kalsium diletakkan di antara dua layer graphene (sistem A) dan di atas permukaan bilayer graphene (sistem B). Perhitungan dilakukan dengan menggunakan model supersel 4x4 dengan konsentrasi atom kalsium 1.52%, 3.12% dan 6.25%. Hasil perhitungan menunjukkan bahwa terjadi pergeseran pita energi di bawah level Fermi akibat doping tipe-n baik pada sistem A maupun sistem B, sehingga menyebabkan kedua sistem bersifat metal. Akibat doping kalsium menyebabkan energi Fermi di kedua sistem meningkat seiring dengan bertambahnya doping. Kemudian ditemukan bahwa sistem A menghasilkan transfer elektron tertinggi adalah 0.06 e dan sistem B 0.0087 e. Temperatur kritis (T) tertinggi adalah 1.37 K untuk sistem A dan 7.9 K c untuk sistem B. Kompensasi (trade off ) doping maksimum yang bisa diberikan pada kedua sistem adalah 6.25%.

Kata Kunci : bilayer graphene, DFT, superconductivity, critical temperature, elec- tron transfer