Perpustakaan Digital ITB

Sampai saat ini, struktur dari carbon dots (CDs) masih menjadi topik perdebatan karena diperkirakan sangat kompleks. Hal ini berdampak pada kesulitan para peneliti di bidangnya melakukan analisa secara eksperimental. Selain itu, beberapa CDs yang memiliki karakteristik baru menambah misteri kompleksitas strukturnya tersebut. Salah satu jenis CDs dilaporkan memiliki sifat optik baru berupa kemampuan absorbansi UV-Vis di spektrum near-infrared (NIR) yang membuka potensi aplikasi baru pada bidang terapi kanker secara fototermal. Secara eksperimen, kemampuan absorbansi baru tersebut diduga berkaitan erat dengan konfigurasi C-N pada strukturnya. Meskipun demikian, studi lebih lanjut masih diperlukan untuk mengetahui sumber dari sifat absorbansi NIR tersebut. Oleh karena itu, pada penelitian ini dilakukan perhitungan Time-Dependent Density Functional Theory (TD-DFT) pada material CDs yang didoping dengan atom nitrogen (N) untuk mengevaluasi sifat absorbansi pada rentang NIR. Perhitungan TD-DFT dilakukan dengan bantuan software gaussian 09 menggunakan fungsi korelasi B3LYP dan basis 6-311G**. Struktur ring benzena digunakan sebagai model struktur CDs. Kemudian dilakukan beberapa variasi struktur seperti variasi jumlah ring benzena, variasi konfigurasi C-N (pyrrolic-N, pyridinic-N, dan graphitic-N), dan variasi posisi atom N pada konfigurasi pyrrolic-N. Perhitungan komputasi meliputi proses optimasi geometri dan perhitungan TD-DFT untuk memperoleh nilai energi eksitasi dan nilai kekuatan osilator untuk mempelajari karakteristik absorbansi CDs. Hasil perhitungan menunjukkan bahwa semakin banyak ring benzena (semakin besar diameter CDs) nilai energi celah pita CDs hasil perhitungan komputasi semakin mendekati nilai eksperimen. Menariknya, hasil studi TD-DFT menunjukan bahwa sifat absorbansi baru pada rentang NIR pada material CDs diperoleh pada struktur CDs dengan adanya konfigurasi pyrrolic-N dengan posisi pada center site. Hal ini juga bersesuaian dengan hasil eksperimen grup kami dimana sifat absorbansi NIR pada material CDs hanya teramati pada material CDs dengan dominasi pyrrolic-N.