Jurnal Kimia Unand ISSN No. 2303-3401, Volume 2 Nomor 3, Agustus 2013
45
ADSORPSI ATOM ALUMINIUM PADA PERMUKAAN GRAFENA DENGAN METODE AM1 DARI PAKET
HYPERCHEM
Rikha Septiani Yuda, Imelda, Emdeniz
Laboratorium Kimia Komputasi Jurusan Kimia FMIPA, Universitas Andalas e-mail: rikhaseptianiyudagmail.com
Jurusan Kimia FMIPA Unand, Kampus Limau Manis, 25163
Abstract
Graphene has future prospect for electronic industries. By adding some substituents this material can be turned like a conductor or semiconductor. The study of aluminium atoms adsorption on
graphene surface C
24
H
12
by AM1 method of Hyperchem program using a computer Intel Core I5
–3240 processor 2.4 GHz, 2 GB of RAM had been done. Aluminium atoms 2 and 4 atoms were dropped on three position : on top, bridge, hollow on the graphene surface. The result of
computation showed that some of aluminium atoms could be adsorbed in the form of bridge tilted and top tilted on the graphene surface and the others were desorbed from that surface
forming Al
2
acyclic compounds; Al
3
and Al
4
cyclic and acyclic compounds. It was observed that the Bonding Energy BE of graphene surface was -4630.8 kcalmol and -4672.4 until -4898.2
kcalmol before and after aluminium atoms adsorption respectively. While the band gab energy ΔE of graphene surface was 7.2 eV and 3.4 – 6.0 eV at the condition previous. So, aluminium
atoms are potentially to change the graphene property from insulator to semiconductor. Graphene also can be used as catalyst to form aluminium compounds.
Keywords: Adsorption, aluminium, graphene, semiconductor, AM1
I. Pendahuluan
Seiring dengan
perkembangan nano-
teknologi, grafena adalah nama yang diberikan pada lapisan atom karbon tunggal
yang memenuhi struktur benzene-ring. Grafena merupakan pembentuk grafit,
carbon nanotube
dan fullerene. Carbon nanotube
dianggap sebagai
lembaran grafena yang menggulung membentuk
silinder berukuran nano, sedangkan fullerene dianggap sebagai lembaran grafena yang
menggulung membentuk
seperti bola
berukuran nano.
Grafena merupakan
senyawa karbon yang mempunyai struktur satu lapisan. Berbagai macam unsur kimia
dapat diserap oleh lapisan ini. Proses penyerapan suatu adsorbat pada grafena
tentu
tidak berbeda
banyak dengan
sikloheksena maupun
tabung karbon
ukuran nano. Tetapi kemampuan adsorpsi grafena terhadap unsur kimia berbeda-beda.
Hal ini disebabkan karena sifat dasar dan kemampuan untuk membentuk ikatan
dengan grafena yang berbeda. Grafena dapat diatur sifat daya hantar listriknya.
Kita dapat membuatnya menjadi bahan isolator, semikonduktor, dan konduktor
dengan cara memasukkan atom ke dalam struktur grafena tersebut. Grafena itu
sendiri bersifat isolator dan memiliki daya adsorpsi terhadap beberapa unsur kimia
1-3
. Untuk mendapatkan material baru dengan
sifat yang lebih unggul daripada induknya, pada induk perlu ditambahkan gugus
fungsi subsituen. Adanya subsituen pada dinding tabung karbon dapat menurunkan
penyerapan karena adanya interaksi antara adsorbat dengan adsorben. Dinding tabung
Jurnal Kimia Unand ISSN No. 2303-3401, Volume 2 Nomor 3, Agustus 2013
46
karbon yang diaddisi dengan subsituen tidak
bersifat logam
lagi tetapi
semikonduktor sebab sebar an elektron π
sudah rusak
4-7
. Adsoprsi atom seperti hidrogen, silikon,
fosfor, nitrogen,
dan karbon
pada permukaan
grafena dengan
paket HyperChem
8
metoda AM1 telah dilakukan. Dengan melihat dari penelitian
–penelitian sebelumnya tersebut, paket HyperChem
adalah salah satu metode komputasi yang cukup
sering digunakan.
Di dalam
HyperChem itu sendiri terdapat berbagai
macam metoda
selain semiempiris
diantaranya DFT
9
dan ab initio
10
. Oleh karena
itu, penulis
tertarik untuk
mempelajari adsorpsi atom aluminium pada tiga posisi diantaranya pusat heksagonal
hollow, tegak lurus on top, dan posisi jembatan dua bridge pada grafena. Pada
penelitian ini grafena digunakan sebagai pengadsorpsinya adsorben. Berdasarkan
uraian di atas maka dilakukan penelitian tentang adsorpsi atom aluminium pada
permukaan grafena menggunakan program komputasi HyperChem dengan metoda
semiempiris AM1.
Secara umum tujuannya untuk mempelajari pengaruh adsorpsi atom aluminium pada
permukaan grafena terhadap energi gab E dan energi ikatan BE grafena serta sifat
daya hantar listrik grafena.
Diharapkan penelitian
ini dapat
memberikan informasi
pola adsorpsi
aluminium pada permukaan grafena dan memberikan masukan dalam melakukan
penelitian terhadap interaksi aluminium dengan grafena.
II. Metodologi Penelitian 2.1. Peralatan dan instrumentasi
