Perpustakaan Digital ITB

Material berlapis telah dipelajari dan dimanfaatkan sebagai material optoelektronik, ferroelektrik, spintronik, dan termoelektrik. Salah satu keluarga material berlapis yang baru ditemukan adalah struktur anti Ruddlesden-Popper yang terdiri dari gabungan struktur anti-perovskite dan rocksalt. Penelitian ini mempelajari senyawa deret X2OBa4 (X = Sb, Bi) yang mengadopsi struktur tersebut secara ab initio dengan program WIEN2k berdasarkan metode FP-LAPW. Terdapat satu struktur Sb2OBa4 dan tiga struktur Bi2OBa4 dengan atom O mengalami pergeseran dengan konfigurasi tertentu. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari struktur elektronik, sifat optik, dan transpor elektronik, serta korelasinya dengan perubahan posisi atom O. Sifat optik dihitung dengan hampiran partikel independen menggunakan persamaan Kubo-Greenwood. Sifat transpor dihitung dengan hampiran waktu relaksasi menggunakan persamaan transpor Boltzmann. Perhitungan struktur elektronik menunjukkan sifat semikonduktor celah sedang pada rentang Eg 0,59 – 1,15 eV. Posisi atom O mempengaruhi nilai Eg melalui perubahan tumpang-tindih orbital atom. Perhitungan sifat optik dan transpor dilakukan dengan menggunakan potensial Becke-Johnson termodifikasi untuk koreksi energi celah pita. Perhitungan sifat optik menunjukkan konstanta dielektrik statik pada rentang 7,0 – 9,5 dan serapan kuat pada rentang 5×105 – 1,2×106 cm-1 di daerah UV. Pergeseran posisi atom O menghasilkan polarisasi tambahan dan perbedaan konstanta dielektrik pada arah sumbu-z. Perhitungan sifat transpor dengan konsentrasi dopan 1017 – 5×1018 cm-3 menunjukkan nilai ZTel besar (ZTel ? 40) pada temperatur rendah (T < 600 K). Nilai ZTel dipengaruhi oleh posisi atom O yang mengubah dispersi pita dan menghasilkan koefisien Seebeck yang besar (S > 750 ?V/K). Dengan penambahan konduktivitas termal kisi minimum, nilai ZT teoritis menurun di rentang 0,37 – 1,18 dengan nilai ZT maksimum berada pada temperatur menengah (650 – 850 K). Sifat senyawa anti Ruddlesden-Popper menunjukkan potensi aplikasi sebagai penyerap radiasi UV dan material termoelektrik temperatur menengah dengan optimasi konduktivitas termal.