Studi Density Functional Theory (DFT) Pengaruh Co-doping Zn dan N pada TiO2 Anatas

Muhammad Shofiyullah (Universitas Islam Negeri Walisongo Semarang)
Wirda Udaibah (Universitas Islam Negeri Walisongo Semarang)
Ika Nur Fitriani (Universitas Islam Negeri Walisongo Semarang)

Walisongo Journal of Chemistry
Vol 3, No 2 (2020): Walisongo Journal of Chemistry

Titanium dioksida (TiO2) merupakan salah satu bahan yang menjanjikan yang memenuhi persyaratan fotokatalis. Penelitian ini mempelajari pengaruh doping Zn dan N pada struktur geometri dan elektronik TiO2 anatas. Untuk mengetahui struktur dan proses kinerja fotokatalitik digunakan perhitungan density functional theory (DFT) dengan algoritma generalized gradient approximation (GGA) menggunakan parameterisasi Perdew-Burke-Ernzerhof (PBEsol).  Perhitungan struktur elektronik menggunakan parameter Hubbard U. Setelah optimasi terjadi distorsi volume kisi doping Zn  1,011  Å, doping N 1,209 Å dan co-doping Zn-N 1,646 Å. Data tersebut menunjukkan bahwa doping dapat mempengaruhi perubahan struktural. Perhitungan struktur elektronik menghasilkan celah pita TiO2 murni sebesar 3,18 eV, kemudian terjadi penyempitan celah pita yang disebabkan oleh dopan. Celah pita doping Zn 2,9  eV, doping N 2,78 eV dan co-doping Zn-N 2,74 eV. Struktur elektronik baru hasil doping  tidak hanya menyebabkan penyempitan celah pita tapi juga dapat menghambat rekombinasi pasangan elektron-hole, secara signifikan dapat meningkatkan aktivitas fotokatalitik TiO2 di daerah cahaya tampak.