KAJIAN TEORITIS SIFAT SEMIKONDUKTOR KOMPLEKS LOGAM-PORFIRIN DENGAN MENGGUNAKAN METODEDENSITY FUNCTIONAL THEORY(DFT) THEORETICAL STUDY PROPERTIES OF SEMICONDUCTOR METALLOPORPHYRIN COMPLEXES CALCULATED DENSITY FUNCTIONAL THEORY METHOD (DFT)

INDAH USWATUN HASANAH, Dr. rer. nat Ria Armunanto, S.Si, M.Si.

2013 | Skripsi | KIMIA

Telah dilakukan penelitian kajian teoritis senyawa kompleks logamporfirin berdasarkan transisi elektronik dan nilai bandgap-nya. Porfirin didoping dengan logam Cu, Ag, dan Au yang bermuatan 0 dan +1 dengan dua model konformasi yaitu konformasi berlawanan dan konformasi sejajar. Setiap model konformasi terdiri dari enam senyawa kompleks yaitu; Cu-porfirin, Ag-porfirin, Au-porfirin, Cu+-porfirin, Ag+-porfirin, Au+-porfirin. Perhitungan komputasi dilakukan menggunakan metode Density Functional Theory dengan basis sets LanL2DZ dilakukan untuk menganalisis sifat fotosensitifitasnya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kompleks logam-porfirin yang paling stabil adalah Cu+-porfirin baik pada konformasi berlawanan maupun konformasi sejajar, masing-masing nilainya adalah; -163,28; -164,58 kkal/mol. Penambahan logam pada porfirin akan mengurangi nilai bandgap. Dari hasil penelitian menunjukan bahwa Cu-porfirin, Ag-porfirin, dan Au-porfirin pada konformasi berlawanan dan konformasi sejajar memiliki nilai bandgap yang lebih kecil dan sesuai digunakan sebagai semikonduktor dalam komponen alat-alat elektronik. Sedangkan Cu+-porfirin, Ag+-porfirin, Au+-porfirin baik pada konformasi berlawanan dan konformasi sejajar memiliki nilai bandgap yang lebih besar dan sesuai digunakan sebagai semikonduktor untuk aplikasi fotokatalis. Berdasarkan spektra transisi elektroniknya, kesemua kompleks logam-porfirin pada kajian ini sensitif terhadap panjang gelombang visible. Sedangkan pada serapan infrared terdapat pergeseran penyerapan bilangan gelombang akibat penambahan atom pada porfirin.

A theoretical study of metalloporphyrin complexes has been performed based on electronic transition and values of band gap. Porphyrin doped with Cu, Ag, and Au with two conformation models; conformation of the metalloporphyrin complex with opposite posisition and conformation of the metalloporphyrin complex with parallel posisition. Each model has six conformations of the metalloporphyrin complexes structures, which are Cu- Porfirin, Ag-Porfirin, Au-Porfirin, Cu+-Porfirin, Ag+-Porfirin, Au+-Porfirin. Transition electronic spectra and band gap values of the complexes were calculated by Density Functional Theory using LanL2DZ basis set. The result showed that the most stable metalloporphyrin complexes are Cu+- porphyrin’s opposite and parallel conformations and the values are -163,28; - 164,58 Kcal/mol. Metal doping in porphyrin will decrease value of bandgap metalloporphyrin complexes, thus the value of the bandgap energy will also be influential. The result also showed that Cu-porphyrin, Ag-porphyrin, Auporphyrin, on opposite and paralel conformation have smaller band gaps and respectively coresponding semiconductor properties. In contrast Cu+-porphyrin, Ag+-porphyrin, Au+-porphyrin on opposite and paralel conformation have higher band gaps and respectively coresponding semiconductor for photocatalyst application. Based on electronic transition spectra, the twelve complexes showed sensitivity to visible wavelengths. There are changes in absorption wave numbers due to the addition of atoms at the porphyrin.

Kata Kunci : Porifirin, band gap, transisi elektronik