Efek Polarity pada Struktur Elektronik Molybdenum Dichalcogenides MoXY (X, Y= S, Se): Kajian Komputasional berbasis Density Functional Theory dan Analisa dengan Teori Gangguan k �· p

SALSABILA AMANDA P, Moh. Adhib Ulil Absor, M.Sc., Ph.D; Dr. Eng. Edi Suharyadi

2020 | Tesis | MAGISTER FISIKA

Telah dilakukan kajian komputasi berbasis Density Functional Theory (DFT) untuk mengamati struktur elektronik material monolayer Transition Metal Dichalcogenides (TMDCs) Molybdenum Dichalcogenides MoXY (X, Y = S, Se) pada zona Brillouin pertama dengan merusak mirror symmetry kristal melalui pemberian efek polarity . Pada penelitian ini ditemukan bahwa pemberian efek polarity dapat memunculkan Rashba spin-splitting di sekitar Gamma point. Sifat anisotropik Rashba spin-splitting pada sistem berhasil dianalisa dengan menggunakan teori gangguan k.p dan grup simetri hingga orde ketiga, serta melalui analisa spin textures dapat diketahui bahwa arah orientasi spin bersifat in-plane . Selain itu, parameter Rashba pada sistem monolayer polar MoSSe yang bersifat tunable dengan pemberian efek strain menunjukkan bahwa sis tem berpotensi untuk digunakan sebagai material semikonduktor pada divais Spin Field Effect Transistor (SFET). Nilai parameter Rashba orde pertama (alpha 1) pada sistem monolayer polar MoSSe tertinggi yang bernilai 1.224 eV Angstrom diperoleh dengan pemberian efek compressive-strain sebesar -4% pada arah Gamma -M dengan prediksi dimensi panjang material sebesar 19.57 nm.

A computational research based on Density Functional Theory (DFT) has been performed to observe the electronic structure of monolayer material Transition Metal Dichalcogenides (TMDCs) Molybdenum Dichalcogenides MoXY (X, Y = S, Se) in the first Brillouin zone by breaking its crystal mirror symmetry under polarity effect. It is discovered that Rashba spin-splitting can be identified around Gamma point by giving the polarity effect to the system. Besides, the anisotropic characteristic of Rashba spin-splitting in this system can be clearly analysed by using k.p perturbation theory and the third-order symmetry group analysis. By doing the spin textures analysis, this research also recognizes the in-plane direction of spin textures. The tunable characteristic of the Rashba parameter of this monolayer polar MoSSe system shows its potential to be the candidate of semiconductor material for Spin Field Effect Transistor (SFET) device by applying the strain effect. The highest value of the first-order Rashba parameter alpha 1 in this system, which is 1.224 eV Angstrom, has been achieved by applying -4% compressive-strain on the Gamma -M direction with respect to 19.57 nm of the material's length prediction.

Kata Kunci : TMDCs, spin-splitting , polarity , DFT, Rashba, strain