FTMM NEWS – Dunia ilmiah kembali menyaksikan kontribusi signifikan dari Universitas Airlangga. Dosen Rekayasa Nanoteknologi, Fadjar Mulya, menjadi sorotan dalam The 13th International Symposium for Luminescent Materials (Phosphor Safari 2024) di Taipei. Dalam kesempatan ini, beliau memaparkan hasil riset terdepan terkait material luminesen, khususnya metalloporphyrin dan quantum dots, dengan pendekatan pemodelan DFT (density functional theory).
Beliau memaparkan hasil riset mengenai efek gugus substituen dan logam pusat (Cd²⁺, Hg²⁺, Pt²⁺) pada sifat elektronik metalloporphyrin sebagai semikonduktor organik. Hasil penelitian menunjukkan bahwa gugus donor elektron seperti NH₂ dapat menurunkan celah energi (Eg), sehingga meningkatkan karakteristik semikonduktor. Analisis dilakukan dengan optimasi struktur, densitas keadaan (DOS), serta spektrum penyerapan elektronik menggunakan perhitungan DFT/B3LYP/LANL2DZ dan TD-DFT.
Fadjar Mulya juga membahas pemodelan graphene quantum dots (GQDs) dengan coronene dan circumcoronene sebagai material elektroda pada baterai post-lithium. Penelitian ini menyelidiki adsorpsi ion tetrachloroaluminate (AlCl₄⁻) dan ion sodium (Na⁺) pada GQDs untuk aplikasi baterai aluminium dan sodium. Perhitungan DFT/M06-2X/6-31G+(d) menunjukkan bahwa GQDs efektif sebagai bahan elektroda untuk baterai isi ulang dengan voltase yang lebih baik.
Penelitian juga mencakup adsorpsi lithium pada silicon quantum dots (SiQDs) untuk meningkatkan performa baterai ion lithium (LIB). Material silikon secara teoritis memiliki kapasitas sekitar 10 kali lebih besar dibandingkan dengan material elektroda berbasis karbon. Namun, masalah pulverization dan capacity fading menjadi tantangan. Penelitian menunjukkan bahwa memodifikasi ukuran material silikon menjadi skala nano, seperti quantum dots, dapat menjadi solusi. Setelah menganalisis berbagai ukuran SiQD dan lokasi adsorpsi, ditemukan bahwa situs hollow tetrahedral di bagian dalam dengan energi ikatan berkisar antara 0,80 hingga 1,00 eV adalah yang paling ideal untuk adsorpsi litium. Temuan ini menekankan pentingnya SiQDs berukuran besar untuk anoda LIB karena memberikan kapasitas besar, ekspansi volume lebih sedikit, dan konduktivitas lebih baik.
Kesimpulan
Studi ini menegaskan fleksibilitas metode DFT dalam memajukan pengembangan material luminesen dan aplikasi penyimpanan energi melalui desain dan optimasi material fosfor. Partisipasi Fadjar Mulya dalam simposium ini menunjukkan semangat Universitas Airlangga dalam berkontribusi pada kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi di tingkat global.
Referensi:
- Mulya, F., et al. Vol. 1755. No. 1. AIP Publishing, 2016.
- Pranowo, H.D., Mulya, F., et al. Indonesian Journal of Chemistry 18.4 (2018): 742-748.
- Mulya, F., & Parasuk, V. Journal of Physics: Conference Series. 2020
- Mulya, F., et al. Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures (2024): 116060.
Editor: Muhammad Alesha Fadhana
Selengkapnya: https://ftmm.unair.ac.id/dosen-unair-paparkan-riset-komputasi-di-phosphor-safari/
