Pengaruh skandium terhadap sifat adsorpsi, disosiasi dan difusi hidrogen pada permukaan magnesium :: Studi AB Initio DFT

SUTAPA, I Wayan, Dr. rer.nat. Ria Armunanto, M.Si

2009 | Tesis | S2 Ilmu Kimia

Telah dipelajari pengaruh skandium terhadap perubahan sifat permukaan magnesium dengan menggunakan metode ab initio DFT. Tujuan penelitian ini untuk mengetahui perubahan kemampuan adsorpsi, disosiasi, dan difusi hidrogen pada permukaan magnesium yang didoping skandium. Penelitian ini diawali dengan pemilihan bentuk Mg(0001) agar sesuai dengan parameter hasil eksperimen. Parameter eksperimen yang digunakan adalah panjang kisi dan energi kohesi. Panjang kisi struktur Mg(0001) adalah a=0,4501 nm dan c/a=1,624 nm dengan energi kohesi sebesar 1,48 eV. Perhitungan energi adsorpsi H pada Mg(0001) dilakukan pada posisi atas (on top), hcp (hexagonal closed packed), fcc (face centre cubic) dan jembatan (bridge), diikuti dengan perhitungan energi disosiasi H2 dan perhitungan energi difusi H. Selanjutnya dilakukan perhitungan adsorpsi, disosiasi, dan difusi pada Mg(0001) yang didoping dengan Sc. Seluruh perhitungan energi dilakukan dengan menggunakan metode ab initio DFT dengan basis set 6-31G untuk Mg dan H serta LANL2DZ untuk atom Sc. Berdasarkan hasil perhitungan yang telah dilakukan diperoleh bahwa struktur Mg(0001) yang tediri dari 22 atom Mg memenuhi syarat sebagai bentuk magnesium untuk pemodelan karena memiliki energi kohesi yang paling mendekati hasil eksperimen yakni sebesar -1,056 eV. Masuknya atom skandium ke dalam struktur Mg(0001) menyebabkan peningkatan energi adsorpsi dan energi difusi H cukup signifikan, dan menurunkan energi halangan disosiasi (0,420 eV) serta penurunan energi ikat bagian dalam (0,296 eV).

Effect of scandium atom to change surface properties of magnesium has been studied using the ab inito DFT method. The aim of this research is to determine adsorption, dissociation properties as well as hydrogen atom diffusion on magnesium doped scandium. The Mg (0001) model is constructed from parameter lattices that fitted to experimental data. Length of lattices of a = 0.4501 nm and c/a = 1,624 nm with the cohesion energy of 1.48 eV are used for the model structure. Adsorption energies of H at Mg (0001) with on top, fcc, hcp, and bridge position are calculated as well as dissociation, diffusion of H2 add H respectively. The energies are compared to those obtained from Mg (0001) doped Sc. The energies are calculated by ab initio DFT method using basis set 6-31G for H and Mg and LAN2DZ for Sc. Model of Mg (0001) structured by 22 Mg atoms gives a similar cohesive energy to experimental data (1,056 eV). Doping Sc into Mg(0001) gives an significant effect showing increase in adsorption and diffusion energies, decreased in dissociation energy barrier (0,420 eV) and binding inner energy (0,295 eV).

Kata Kunci :