KAJIAN STABILITAS KONFIGURASI VACANCY, SUBSTITUSI, INTERCHANGE, DAN STONE-WALES PADA MONOLAYER SNGE: KOMPUTASI DENSITY FUNCTIONAL THEORY

Putri Awalia Shabrina, Prof. Sholihun, S.Si., M.Sc., Ph.D.Sc

2026 | Skripsi | FISIKA

Stabilitas dalam material semikonduktor merupakan aspek krusial yang perlu dipahami karena sangat memengaruhi fungsi dan kinerjanya dalam berbagai aplikasi teknologi modern, seperti optoelektronik, fotoelektronik, dan termoelektrik dengan efisiensi tinggi. Dalam penelitian ini, monolayer SnGe (Stanum-Germanium) berdimensi dua dikaji dengan struktur heksagonal yang diberikan empat jenis cacat, yaitu vacancy (kekosongan), substitusi, interchange, dan cacat Stone-Wales (SW). Analisis stabilitas dilakukan melalui perhitungan energi formasi untuk setiap konfigurasi defect yang mewakili kelayakan termodinamikanya. Selain itu, struktur elektronik dikaji menggunakan perhitungan rapat keadaan (Density of States/DOS) guna mengetahui perubahan sifat elektronik akibat adanya cacat. Gabungan dari kajian struktural dan energetik ini memberikan pemahaman yang komprehensif mengenai toleransi cacat pada monolayer SnGe. Pemberian defect tersebut bertujuan untuk mengevaluasi pengaruhnya terhadap stabilitas struktural dan elektronik material. Penelitian ini memberikan kontribusi penting dalam memahami sifat intrinsik monolayer SnGe pasca pembentukan cacat. Pemahaman terhadap pengaruh masing-masing jenis cacat terhadap stabilitas dan perilaku elektronik material sangat diperlukan untuk mengoptimalkan penggunaannya dalam pengembangan teknologi semikonduktor generasi berikutnya. Hasil dari kajian ini diharapkan dapat mendukung potensi SnGe sebagai kandidat material fungsional untuk perangkat elektronik di masa depan.

Stability in semiconductor materials is a crucial aspect that needs to be understood because it greatly affects their function and performance in various modern technological applications, such as optoelectronics, photoelectronics, and high-efficiency thermoelectrics. In this study, a two-dimensional monolayer of SnGe (Stanene-Germanene) with a hexagonal structure was examined with four types of defects, namely vacancy, substitution, interchange, and Stone-Wales (SW) defects. Stability analysis was performed by calculating the formation energy for each defect configuration to determine its thermodynamic feasibility. In addition, the electronic structure was examined using Density of States (DOS) calculations to determine changes in electronic properties due to the presence of defects. The combination of structural and energetic studies provides a comprehensive understanding of defect tolerance in SnGe monolayers. The introduction of these defects aims to evaluate their influence on the structural and electronic stability of the material. This research makes an important contribution to understanding the intrinsic properties of SnGe monolayers after defect formation. Understanding the influence of each type of defect on the stability and electronic behavior of the material is essential for optimizing its use in the development of next-generation semiconductor technology.

Kata Kunci : density functional theory (DFT), SnGe, defects, stability, density of states (DOS)