Studi Sifat Elektronik GaN Didoping Rare Earth Menggunakan Metode DFT

1.Abstract

Gallium Nitride (GaN) merupakan semikonduktor dengan celah-pita energi yang lebar dan langsung. Penelitian Rare Earth (RE) dalam Gallium Nitride (GaN) sangat menarik terkait dengan pemanfaatannya dalam pengembangan perangkat optoelectronik. Dilakukan perhitungan struktur elektronik doping GaN dengan ion RE3+ berdasarkan teori fungsional kerapatan (Density Functional Theory -DFT). Digunakan model supersel struktur wurtzite GaN menggunakan paket program PHASE/0. Menurut pennelitianyang telah dilakukan menunjukkan adanya kestabilan struktur ion RE dalam GaN. Penambahan konsentrasi dopan RE (dalam hal ini Er) dalam GaN, mengakibatkan penambahan pergeseran batas level energi dan mempersempit celah pita energi. Model yang digunakan mampu mendeskripsikan keadaan impuritas ion RE dalam GaN. Doping RE dalam GaN diprediksikan mampu mempersempit celah pita energi dan membantu kinerja optik pada GaN.
 

2.Keywords
GaN, Rare Earh, DFT
3.Objective

Tujuan penelitian ini adalah mengetahui kestabilan struktur kristal GaN yang
didoping dengan ion RE. Selanjutnya perlu diketahui juga, bagaimana perubahan
struktur elektronik yang terjadi dalam GaN yang didoping ion RE.
Identikasi transisi tingkat energi pada ion RE yang memegang peranan penting
dalam proses transfer energi. Hal ini diharapkan mampu memahami proses
luminasi dari ion RE dalam GaN.

4.Methodology

Penelitian ini dilakukan dalam beberapa tahap. Tahap pertama adalah studi
literatur untuk memahami penelitian sebelumnya dalam penggunaan material
GaN dan ion RE untuk aplikasi LED sebagai penerangan. Tahap selanjutnya
membuat model serta penentuan parameter yang diperlukan untuk melakukan
simulasi komputer. Penelitian ini dilakukan dengan simulasi komputer berbasis
DFT. Tahapan perhitungan yang dilakukan adalah dengan menghitung (1)
total energi sistem untuk mengetahui keadaan dasar sistem untuk mengetahui
kestabilan struktur geometri sistem, kemudian (2) pita energi untuk mengetahui
sifat sistem dari celah pita energi (band-gap), energi fermi dan impuritasnya
serta (3) Densitas keadaan total (Density of States), yaitu histogram
dari keadaan tingkat energi, untuk melihat simetrisitas spin mayoritas dan minoritas
sistem dari salah satu orbital tertentu. Selanjutnya dilakukan analisis
terhadap hasil perhitungan simulasi untuk mengetahui kestabilan struktur ion
RE dalam GaN dan perubahan struktur elektronik yang terjadi.

5.Team

Aflah Zaharo

6.Computation plan (required processor core hours, data storage, software, etc)

Processor Core : 32 Node (256 Processor)
Data Storage = 1TB
Software = Phase0

7.Source of funding
Riset Pembimbing
8.Target/outputs
International Publication
9.Date of usage
29/04/2016 - 31/07/2017
10.Gpu usage
use gpu
11.Supporting files
prop_1461829870.pdf
12.Created at
28/04/2016
13.Approval status
approved