STUDI AWAL STRUKTUR ELEKTRONIK DAN SIFAT MAGNETIK PADA ZnO:Cu MENGGUNAKAN METODE BERBASIS DFT

• Main Author: GIOVANNI SETIAWAN (NIM : 10210059); Pembimbing : Prof. Yudi Darma, FREDDY
• Format: Final Project
• Language: Indonesia
• Online Access: https://digilib.itb.ac.id/gdl/view/20117
• Institution: Institut Teknologi Bandung

Perhitungan first principle telah dilakukan untuk meninjau struktur elektronik dan sifat magnetik pada sistem ZnO murni dan ZnO didop Cu. Metode yang digunakan adalah Density Functional Theory (DFT) dengan pendekatan fungsional exchange – correlation GGA dan potensial Hubbard U untuk memperhitungkan korelasi elektron yang kuat pada orbital 3d. Hasilnya menunjukkan bahwa untuk ZnO murni, struktur wurtzite (W-ZnO) dan zincblende (ZB-ZnO) memiliki celah pita energi langsung sebesar 0.749 eV dan 0.637 eV, sedangkan struktur rocksalt (RS-ZnO) memiliki celah pita energi tidak langsung sebesar 0.817 eV. Dengan menambahkan koreksi Hubbard pada perhitungan, maka terjadi kenaikan nilai pada band gap dan koreksi terhadap posisi Zn 3d state yang mendekati hasil eksperimen. Struktur W-ZnO yang paling stabil di antara ketiganya, oleh karena itu struktur ini dipilih untuk pengamatan ZnO:Cu dengan berbagai variasi konsentrasi doping dan vakansi oksigen (VO) sebagai defek alami. Hasil perhitungan menunjukkan bahwa adanya 6.25% dopan Cu mengakibatkan munculnya feromagnetisme pada sistem. Keberadaan vakansi O justru akan menghilangkan sifat magnetik tersebut. Semakin tinggi konsentrasi doping Cu yang digunakan, maka semakin tinggi nilai magnetisasi yang muncul sementara band gap pada spin mayor akan semakin berkurang. Dari hasil tersebut, maka ZnO:Cu dapat menjadi kandidat yang kuat untuk material Diluted Magnetic Semiconductor (DMS) dan aplikasi spintronik di masa depan.