Simulasi Dinamika Molekuler Proses Hidrogenasi Silikon Kristal Dan Silikon Amorf

Studi mengenai proses hidrogenasi silikon kristal (c-Si) dan silikon amorf (a-Si) telah dilakukan melalui simulasi dinamika molekuler. Simulasi dilakukan dengan menggunakan fungsi potensial reactive force field yang memperhitungkan reaksi kimia berupa proses pemutusan dan pembentukan ikatan. Struktur a-Si diperoleh melalui metode melt-quench dengan cooling rate sebesar ~1014K/s. Karakteristik struktur a-Si yang diperoleh sesuai dengan hasil penelitian sebelumnya dengan defect struktur berupa dangling bond (3-fold) dan floating bond (5-fold) sebesar 0.65% dan 10.5% secara berurutan serta coordination number 4.09. Hidrogenasi dilakukan dengan menyebar 300 atom H secara acak di atas permukaan c-Si maupun a-Si dan dibiarkan mengalami reaksi selama 20 . Proses hidrogenasi dilakukan pada temperatur sistem 300 K, 600 K, 900 K, dan 1200 K dengan menerapkan ensembel termostat . Hasil hidrogenasi pada c-Si maupun a-Si menunjukkan semakin tinggi temperartur hidrogenasi yang diterapkan menghasilkan peningkatan jumlah atom H yang berinteraksi dengan atom-atom Si, namun untuk temperatur hidrogenasi di atas 900 K yaitu 1200 K menghasilkan peningkatan jumlah atom H yang relatif kecil. Interaksi atom H dengan atom-atom Si pada hidrogenasi c-Si maupun a-Si membentuk ikatan Si-H-Si yang menyebabkan perubahan jarak antar atom-atom Si. Hidrogenasi a-Si menyebabkan terputusnya ikatan weak bond Si—Si serta terjadinya rekontruksi konfigurasi ikatan atom-atom Si. Secara tidak langsung hidrogenasi dapat mengurangi defect struktur pada a-Si