KAJIAN EFEK STRAIN TERHADAP SPIN-ORBIT SPLITTING PADA MATERIAL ATiO3 (A = Pb DAN Ba): KAJIAN KOMPUTASIONAL BERBASIS DENSITY FUNCTIONAL THEORY

INTAN MASRUROH S, Dr. Moh. Adib Ulil Absor, M.Sc. ; Dr. Iman Santoso, S.Si., M.Sc

2019 | Tesis | MAGISTER FISIKA

Pada penelitian ini telah dilakukan perhitungan struktur geometri dan elektronik untuk material perovskite PbTiO3 dan BaTiO3 dengan kajian Density Functional Theory (DFT). Penelitian ini ditinjau pada sistem dengan suhu ruang untuk sistem bulk dan fase tetragonal. Perhitungan struktur elektronik menunjukkan adanya spin splitting pada struktur tetragonal yang disebabkan rusaknya invesi simetri. Spin splitting yang dihasilkan merupakan efek yang disebabkan oleh adanya sifat ferroelektrik material yang mampu meningkatkan kemampuan pembacaan data yang lebih cepat dan efisien. Spin splitting yang dihasilkan merupakan tipe Rashba untuk material PbTiO3 terletak pada titik X dan BaTiO3 pada titik Gamma, dengan parameter yang didapatkan dengan perhitungan fitting energi menggunakan point group simetri C4v. Dengan menggunakan kisi tetragonal optimasi 3,972 Angstrom; 4,233Angstrom dan 4,076Angstrom; 4.094Angstrom Pb dan Ba secara berturut diketahui adanya perubahan energi struktur pita pada material yang diberi efek strain (-8%, -6%, -4%, -2%, +2%, +4%, +6%, +8%). Pada sistem PbTiO3, struktur pita paling besar ketika diberi efek strain minimum (-8%) sebesar 1,73 eV dan trend grafik struktur pita cenderung berkurang berbanding terbalik dengan efek strain. Pada sistem BaTiO3, struktur pita memiliki trend meningkat seiring penambahan jumlah strain. Struktur pita terbesar pada strain (+6%) sebesar 1,76 eV, karena nilai bandgap pada strain -8% sistem BaTiO3 mengalami anomali terhadap struktur pita lainya dengan strain (-6% ... 8%).

This research has calculated the geometry dan electronic structure for perovskite material PbTiO3 and BaTiO3 using Density Functional Theory (DFT). This study was reviewed in systems with room temperature for bulk and tetragonal systems. Electronic structure calculations show the existence of spin splitting on tetragonal structures caused by symmetry invasion. The resulting spin splitting is an effect caused by the ferroelectric properties of the material which can increase the ability to read data faster and more efficiently. The resulting spin splitting is a Rashba type for PbTiO3 material located at point X and BaTiO3 at Gamma point, with parameters obtained by calculating the energy fittings using C4v symmetry point groups. By using the 3,972Angstrom tetragonal optimization lattice; 4,233Angstrom and 4,076Angstrom; 4,094Angstrom Pb and Ba are respectively known to be changes in band gap energy in the material which is given the effect of strain(-8%, -6%, -4%, -2%, +2%, +4%, +6%, +8%). In the PbTiO3 system, the band gap is greatest when given a minimum strain effect (-8%) of 1.73 eV and the trend of the band gap graph tends to decrease inversely with the strain effect. In the BaTiO3 system, the band gap has a rising trend with increasing number of strains. The largest band gap in the strain (+ 6%) was 1.76 eV, because the bandgap value in -8% of the BaTiO3 system was anomalous towards other bandgap with strain (-6% ... 8%).

Kata Kunci : DFT, perovskite, PbTiO3, BaTiO3, spin splitting