Perpustakaan Digital ITB

Sifat elektronik dan magnetik dari carbon nanotubes dengan atom pengotor telah dipelajari dengan memanfaatkan teori ab initio. Mempelajari ketidakmurnian pada permukaan carbon nanotubes sangat penting dalam hal mengkonstruksi material baru dengan sifat-sifat yang diinginkan serta mempelajari kestabilan strukturnya setelah terjadi pengotoran. Riset ini dilakukan dengan memanfaatkan perangkat lunak berbasis ab initio bernama PHASE. Analisis terhadap carbon nanotubes yang memiliki cacat Stone-Wales dan kekosongan satu atom juga telah dipelajari sebagai pembandingnya. Telah diketahui bahwa dengan adanya kekosongan satu atom dan cacat Stone-Wales, maka sifat elektronik dari zigzag carbon nanotube akan berubah. Hasil perhitungan menunjukan bahwa gap energi dari zigzag (10,0) carbon nanotube menjadi 0.13 eV akibat adanya kekosongan satu atom dan 0.73 eV akibat adanya cacat Stone-Wales. Cacat Stone-Wales tidak menyebabkan adanya perubahan sifat magnetik, namun hal berbeda terjadi pada kasus carbon nanotubes dengan kekosongan satu atom. Diperlukan perhitungan lebih jauh dalam menentukan besar momen magnetik untuk struktur nanotubes yang memiliki kekosongan satu atom. Hal ini dikarenakan sifat rapat keadaan spin yang menunjukan keadaan tak terokupansi. Adanya atom pengganti pada permukaan carbon nanotubes memberikan pengaruh cukup signifikan pada sifat elektronik dan magnetik. Atom silikon (Si) mempersempit gap energi menjadi 0.19 eV lebih sempit dibandingkan sebelum diberi pengotor. Berdasarkan data geometri, atom silikon membentuk ikatan sp3 dengan tiga karbon atom yang terdekat. Bentuk tetrahedral dari ikatan sp3 tersebut tersusun oleh satu orbial yang tak terokupansi. Keberadaan atom silikon tidak merubah sifat magnetik dari zigzag carbon nanotubes. Dengan adanya atom pengotor galium (Ga) dan arsen (As), sifat carbon nanotubes pun berubah menjadi konduktor dan memiliki sifat megnetik dengan momen magnetik 1 (Mu)B. Pada struktur carbon nanotubes yang memiliki dopan Ga dan AS, teramati adanya perpotongan antara pita valensi dengan pita konduksi sehingga tidak ditemukan gap energi. Hasil yang diperoleh menunjukan bahwa atom pengotor dapat merubah sifat elektronik dan magnetik pada carbon nan-otubes tanpa adanya cacat pada struktur. Kata kunci: Perhitungan ab initio, Carbon nanotubes