Perpustakaan Digital ITB

Gallium nitride (GaN) merupakan semikonduktor III-V wide bandgap yang sangat potensial untuk dikembangkat sebagai perangkat elektronik. Namun demikian, penumbuhan film tipis single crystal GaN masih terkendala mismatch kisi dan strain yang memicu cacat kristal serta menurunkan performa perangkat. Epitaksi Van der Waals dapat mengatasi tantangan tersebut karena tidak memerlukan kecocokan kisi. Tetapi interaksi interlayer, sifat elektronik, dan aplikasinya ke thin film transistor (TFT) belum dipahami dengan baik. Penelitian ini mengkaji secara komputasi model heterostruktur GaN/SiO? dengan pendekatan Density Functional Theory (DFT). Struktur awal GaN wurtzite dan SiO? kristal dibangun dalam bentuk supercell. Struktur tersebut kemudian dikombinasikan dan jarak antar-lapisan divariasikan untuk memperoleh kurva energi interlayer. Kurva ini serupa dengan potensial Lennard-Jones yang mengonfirmasi bahwa interaksi yang dominan adalah interaksi Van der Waals. Setelah itu dilakukan optimasi geometri menggunakan GGA-PBE dan dilanjutkan perhitungan band structure, DOS, dan charge density menggunakan Quantum ESPRESSO. Dari dispersi E(k) di sekitar VBM dan CBM didapat massa efektif elektron dan hole. Informasi ini digunakan untuk menghitung effective density of states (???????? , ????????), konsentrasi pembawa intrinsik ???????? , serta estimasi konduktivitas dan resistivitas intrinsik pada 300 K. Hasil menunjukkan bahwa model GaN/SiO? stabil secara struktural dengan pola charge density yang terlokalisasi di dalam masingmasing lapisan. Hal ini sesuai dengan karakter Van der Waals. Band structure menampilkan indirect bandgap sekitar 3,3 ???????? dan direct bandgap sekitar 3,5 ????????. Hasil ini juga dikonfirmasi oleh adanya celah DOS yang lebar di sekitar energi fermi. Kombinasi wide bandgap dan massa efektif menghasilkan ???????? yang sangat kecil ? 10³ ?????????³, sehingga konduktivitas intrinsik ? 10?²³ ????/???????? dan resistivitas ? 10²² ???? · ????????. Artinya, dalam keadaan intrinsik sistem GaN/SiO? hasil epitaksi Van der Waals lebih cocok berperan sebagai lapisan isolator atau buffer dalam transistor dibandingkan sebagai channel aktif TFT.