Studi Ab Initio dengan Metode GGA dan GGA + U Terpolarisasi Spin Untuk Mengkaji Sifat Elektronik dan Magnetik Kristal TiO2 pada Fasa Rutile, Anatase, dan Brookite - Muhammady, Shibghatullah; Setiawan, Freddy Giovanni; Sutjahja, Inge Magdalena; Winata, Toto; Darma, Yudi (Institut Teknologi Bandung, 2014)
Kalkulasi ab initio berbasis generalized gradient approximation (GGA) dan GGA + U (U = koreksi Hubbard) terpolarisasi spin telah dilakukan untuk mempelajari sifat elektronik dan magnetik kristal TiO2 pada fasa rutile, anatase, dan brookite. Hasil perhitungan menunjukkan bahwa ketiga polimorf TiO2 memiliki sifat semikonduktor dan non-feromagnetik. Koreksi Hubbard-U berhasil memperbaiki nilai celah energi dan energi ikat orbital pada struktur anatase dan brookite. Di sisi lain, koreksi U hanya berhasil memperbaiki nilai celah energi pada struktur rutile. Rapat keadaan elektronik dari ketiga polimorf tersebut menunjukkan adanya hibridisasi orbital Ti3d and O2p, sedangkan orbital O2s terlokalisasi jauh di bawah tingkat energi Fermi. Hasil perhitungan ini dapat digunakan sebagai acuan untuk melihat perubahan / efek penambahan impuritas pada sifat elektronik dan magnetik TiO2. Kata kunci: TiO2, Rutile, Anatase, Brookite, Hibridisasi orbital, Kalkulasi ab initio, Generalized gradient approximation, Koreksi Hubbard, Terpolarisasi spin. Ab Initio Study of Electronic and Magnetic Properties of TiO2 Crystal in Rutile, Anatase and Brookite Phase using Spin-polarized GGA and GGA+U Method AbstractSpin-polarized generalized gradient approximation (GGA) and GGA + U-based (U = Hubbard correction) ab initio calculations has been used to investigate electronic and magnetic properties of TiO2 on rutile, anatase, and brookite phases. Calculation results showed that the three TiO2 polymorphs have semiconductor and non-ferromagnetic properties. Hubbard-U correction refine the energy gap and orbital bonding energy values on anatase and brookite structures. Otherwise, U correction just refine the energy gap but not refine orbital bonding energy on rutile structure. Electronic density of states of the three polymorphs show the hybridization of Ti3d and O2p orbitals, while O2s orbital is localized far below the Fermi energi level. These calculations are able to be use as references to define the effect of impurities to the properties of TiO2. Keywords: TiO2, Rutile, Anatase, Brookite, Orbital hybridization, Ab initio calculations, Generalized gradient approximation, Hubbard correction, Spin-polarized.