STUDI INTERAKSI AIR PADA PERMUKAAN α-Y2O3 (110) BERDASARKAN SIMULASI DINAMIKA MOLEKUL DENGAN METODE SELF-CONSISTENT CHARGE DENSITY FUNCTIONAL TIGHT-BINDING

WIDYA PURNAMASARI, Dr. Aulia Sukma Hutama, S.Si., M.Si.; Prof. Dr.rer.nat. Karna Wijaya, M.Eng.

2021 | Skripsi | S1 KIMIA

Penelitian mengenai interaksi air pada permukaan α-Y2O3 (110) telah dilakukan. Penelitian ini dilakukan berdasarkan simulasi dinamika molekul dengan menggunakan metode self-consistent-charge density-functional tight-binding (SCC-DFTB). Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui interaksi yang terjadi terhadap struktur α-Y2O3 (110)-H2O selama simulasi dan struktur yang terbentuk setelah dilakukan simulasi dinamika molekul. Pada penelitian ini dilakukan pemodelan struktur α-Y2O3 dan α-Y2O3 (110). Simulasi dinamika molekul α-Y2O3 (110)-H2O dilakukan selama 20 ps pada temperatur 298,15 K. Algoritma yang digunakan adalah Velocity Verlet dengan pengendali temperatur termostat Berendsen. Permukaan α-Y2O3 (110) reaktif terhadap keberadaan molekul air. Molekul air yang teradsorpsi pada permukaan α-Y2O3 (110) membentuk ikatan Y-OH2. Sebagian Y-OH2 terdisosiasi dan membentuk Y-OH-, dan >OH+. Vibrasi molekul yang dihasilkan pada sistem berupa vibrasi ulur Y-O pada bilangan gelombang 402 dan 497 cm-1, vibrasi tekuk H-O-H dari molekul air pada 1540 cm-1, dan vibrasi ulur O-H yang teradsorpsi di permukaan α-Y2O3 (110) pada bilangan gelombang 3300-3000 cm-1. Simulasi dinamika molekul dengan SCC-DFTB dapat digunakan untuk mempelajari interaksi yang terjadi antara molekul air dan permukaan α-Y2O3 (110).

Research about interaction of water on α-Y2O3 (110) surface has been carried out. This research was conducted based on molecular dynamics simulation using self-consistent-charge density-functional tight-binding (SCC-DFTB) method. The purpose of this study was to determine the interactions that occur on α-Y2O3 (110)-H2O during the simulation and the structures formed after molecular dynamics simulation. In this study, structural modeling of α-Y2O3 and α-Y2O3 (110) were carried out. Molecular dynamics simulation of α-Y2O3 (110)-H2O conducted for 20 ps at 298,15 K. The integration algorithm used was Velocity Verlet with Berendsen termostat as temperature controller. The result showed that α-Y2O3 (110) surface was reactive to water molecules. Water molecules adsorbed on α-Y2O3 (110) surface and formed Y-OH2. Y-OH2 partially dissociated and formed Y-OH- and proton. The proton cause protonatio on the surface and formed >OH+. The molecular vibrations generated in the system are Y-O stretching at 402 and 497 cm-1, H-O-H bending at 1540 cm-1, and OH strectching at 3300-3000cm-1. Molecular dynamics simulation by SCC-DFTB method can be used to study the interactions that occur between water molecules and α-Y2O3 (110) surface.

Kata Kunci : dinamika molekul, SCC-DFTB, yttrium oksida / molecular dynamics, SCC-DFTB, yttrium oxide.