Perpustakaan Digital ITB

Perovskit hibrid 2D merupakan salah satu struktur material yang banyak dikembangkan dan diaplikasikan sebagai material fotodetektor, sel surya dan LED (Light Emitting Diode). Perovskit hibrid 2D dengan rumus umum A2MX4 terbentuk dari kation organik (A+) dan struktur anorganik [MX4]2- yang membentuk lapisan oktahedron. Kation organik yang biasanya digunakan ialah ion amonium sedangkan struktur anorganik biasanya menggunakan unsur logam bervalensi dua seperti timbal (Pb). Perovskit berbasis Pb memiliki sifat elektronik yang baik namun nilai toksisitasnya tinggi sehingga dapat merusak kesehatan dan lingkungan. Oleh sebab itu, dikembangkanlah perovskit bebas timbal dengan cara mengganti Pb dengan logam lain yang memiliki sifat mirip Pb dan kadar toksisitas rendah. Salah satu alternatif unsur logam pengganti Pb ialah timah (Sn). Pada penelitian ini telah dilakukan sintesis senyawa perovskit hibrid berbasis Sn dengan beberapa amina alifatik (butilamina, amilamina, dan heksilamina) dan amina aromatik (fenetilamina). Selain itu juga dilakukan sintesis dengan halida campuran (PEA)2SnBrxI4-x. Tujuan penelitian ini ialah untuk mengetahui pengaruh panjang rantai amina dan perbedaan halida pada perovskit hibrid. Sintesis dilakukan dengan cara reaksi langsung reaktan yang berupa SnO, HBr/HI, H3PO2 dan senyawa amina pada suhu 90oC. Produk yang diperoleh kemudian dikarakterisasi menggunakan Atomic Absorption Spectroscopy (AAS), analisis unsur CHN, titrasi argentometri, Scanning Electron Microscopy–Energy Dispersive X-ray (SEM-EDX), X-Ray Diffraction (XRD), Thermogravimetric Analysis (TGA) dan spektroskopi fotoluminesens (PL). Berdasarkan karakterisasi kadar unsur maka diperoleh produk dengan rumus molekul (BA)2SnBr4.HBr, (AA)2SnBr4.HBr, (HA)2SnBr4.1,5HBr, (PEA)2SnBr4.0,5HBr dan (PEA)2SnBr0,75I3,25.HI dengan rendemen sekitar 54% sampai 80%. Perovskit dengan halida Br berbentuk seperti lapisan tipis yang berwarna kuning pada keadaan ruang dan berwarna hijau di bawah sinar UV sedangkan perovskit dengan halida campuran Br-I berbentuk seperti lapis tipis berwarna coklat kemerahan dan berwarna merah saat di bawah sinar UV. Berdasarkan pengolahan hasil difraktogram menggunakan persamaan Bragg maka diperoleh nilai d-spacing yang sebanding dengan perpanjangan rantai amina. Senyawa hibrid (RNH3)2SnBr4.xHBr dengan kation butilamonium (BA), amilamonium (AA), heksilamonium (HA) dan fenetilamonium (PEA) memiliki puncak emisi pada panjang gelombang 470, 472, 475 dan 494 nm sedangkan senyawa halida campuran (PEA)2SnBr0,75I3,25.HI memiliki puncak emisi pada 595 nm. Penambahan ion iodida di dalam campuran menyebabkan peningkatan jarak d-spacing dan pergeseran emisi kepada panjang gelombang yang lebih besar (red shift.). Selain eksperimen juga dilakukan studi komputasi untuk melihat kestabilan material dari segi energi pembentukan (Ef). Simulasi komputasi dilakukan menggunakan Quantum Espresso dan struktur input diatur dengan sistem periodik satu lapisan anorganik SnBr. Energi pembentukan (MA)2SnBr4, (BA)2SnBr4 dan (PEA)2SnBr4 yang diperoleh ialah -2,0274 eV, -2,0571 eV dan -2,3787 eV. Berdasrakan studi komputasi, perpanjangan rantai amina dapat menyebabkan peningkatan kestabilan struktur perovskit hibrid.