Perpustakaan Digital ITB

Density functional theory (DFT) digunakan untuk mempelajari material ZnO dengan struktur wurtzite. Pendekatan yang digunakan untuk mempelajari perubahan struktur elektronik dan sifat magnetik dari sistem ZnO akibat pemberian doping Mg dan doping Fe adalah generalized gradient approximation (GGA). Pertama, dilakukan perbandingan hasil struktur elektronik ZnO bulk dengan menggunakan GGA dan GGA + U (U-Zn 3d = 10 eV dan U-O 2p = 7 eV). Bandgap (Eg) dari ZnO bulk adalah 0.77 dan 3.35 eV dengan menggunakan metode GGA dan GGA + U . Hasil ini mendekati Eg hasil eksperimen (~3.36 eV) jika menggunakan koreksi Hubbard U. Maka dari itu untuk sistem MgxZn1-xO and FexZn1-xO (x = 3.125%) digunakan metode GGA + U. Sistem MgxZn1-xO menunjukan sifat sistem yang non-magnetik. Sifat ini muncul dengan indikasi berupa kurva simetris dari density of state (DOS) pada keadaan elektron spin-up dan spin-down. Semakin besar konsentrasi Mg yang digunakan, maka Eg sistem akan semakin besar. Sedangkan sistem FexZn1-xO menunjukkan sifat ferromagnetik logam tipe-n. Sifat ferromagnetik ditunjukkan dengan kurva DOS yang asimetris akibat kontribusi dari Fe pada orbital d. Sistem ini menunjukan sifat half-metal. Hasil ini menunjukkan sifat magnetik dan struktur elektronik yang memiliki peluang besar untuk mengaplikasikan sistem FexZn1-xO menjadi perangkat spintronics, DMS dan material MgxZn1-xO menjadi perangkat sel surya, photodetector, dan lain-lain. Tetapi keberadaan vakansi pada sistem Fe:ZnO dan Mg:ZnO tidak memberikan perubahan yang baik untuk menunjang performa sistem untuk diaplikasikan pada perangkat elektronik.