Efek In-Plane Sliding Pada Struktur Elektronik Tin Selenide Bilayer: Kajian Komputasional Berbasis Density Functional Theory

Muhammad Abud Fathul Ulum, Moh. Adhib Ulil Absor, S.Si., M.Sc., Ph.D.

2024 | Skripsi | FISIKA

Telah dilakukan perhitungan komputasional berbasis density functional theory (DFT) pada bilayer SnSe untuk mengetahui karakteristik elektronik material. Perhitungan dimulai dengan melakukan optimasi struktur bilayer SnSe fase pnma dengan stacking AA dan AB. Setelah itu dimodelkan bilayer SnSe dengan menggunakan metode NEB untuk mengetahui saddle point material. Karakteristik elektronik dapat diketahui dengan menghitung struktur energi, rapat keadaan pada material. Hasil kalkulasi menunjukkan adanya perubahan sifat anti-feroelektrik ke sifat feroelektrik pada bilayer SnSe ketika dilakukan proses penggeseran pada kali ini menggunakan metode Nudged Elastic Band (NEB). Perlakuan penggeseran akan memberikan perubahan gaya van der Waals (vdW) kepada bilayer SnSe sehingga menyebabkan pemecahan inverse symmetry pada bilayer SnSe. Hilangnya inverse symmetry menyebabkan perubahan ikatan struktur bilayer SnSe berubah dan menyebabkan perubahan fase feroelektrik. Hasil kalkulasi Hasil kalkulasi DOS menunjukkan bahwa  pada atom Sn kontribusi orbital Px mendominasi pita minimal konduksi dan pada atom Se pita valensi minimal terdiri dari orbital Px dan Pz. Dari hasil perhitungan komputasi yang telah dilakukan menunjukkan bahwa bilayer SnSe merupakan material dengan sifat feroelastis yang dapat digunakan sebagai material piezoelektrik.

Density functional theory (DFT)-based computational calculations have been performed on SnSe bilayers to determine the electronic characteristics of the material. The calculation starts by optimizing the structure of the pnma phase SnSe bilayer with AA and AB stacking. After that, the SnSe bilayer is modeled using the NEB method to determine the saddle point of the material. Electronic characteristics can be known by calculating the energy structure, density of states in the material. The calculation results show that there is a change in anti-ferroelectric properties to ferroelectric properties in the SnSe bilayer when the shifting process is carried out in this case using the Nudged Elastic Band (NEB) method. The shifting treatment will provide a change in van der Waals force to the SnSe bilayer, causing the inverse symmetry to be broken in the SnSe bilayer. The loss of inverse symmetry causes changes in the bonding structure of the SnSe bilayer to change and causes changes in the ferroelectric phase. The DOS calculation results show that at the Sn atom the contribution of Px orbitals dominates the minimal conduction band and at the Se atom the minimal valence band consists of Px and Pz orbitals. From the results of computational calculations that have been carried out, it shows that the SnSe bilayer is a material with ferroelastic properties that can be used as a piezoelectric material.    

Kata Kunci : Density Functional Theory, bilayer SnSe, inverse symmetry, struktur elektronik, ferroelastic material.