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

Abstract

Titanium dioksida (TiO 2) merupakan salah satu bahan yang menjanjikan yang memenuhi persyaratan fotokatalis. Penelitian ini mempelajari pengaruh doping Zn dan N pada struktur geometri dan elektronik TiO 2 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 TiO 2 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 TiO 2 di daerah cahaya tampak.