ANALISIS KOMPARATIF KAPASITANSI KUANTUM MATERIAL DUA DIMENSI : STUDI DFT PADA GRAFENA DAN GRAFENA TERDOPING SILIKON (SUPERSEL 1X1)

Comparative Analysis of Quantum Capacitance in Two-Dimensional Materials: A DFT Study on Graphene and Silicon-Doped Graphene (1x1 Supercell)

Abstract

Penelitian ini melaporkan studi komparatif mengenai kapasitansi kuantum grafena murni dan grafena terdoping silikon menggunakan teori fungsi kerapatan (DFT) dengan fungsional PBE. Model supercell 1×1 digunakan untuk menghitung kerapatan keadaan (DOS), yang kemudian menjadi dasar perhitungan kapasitansi kuantum. Grafena murni menunjukkan titik dirac dengan DOS yang hilang pada tingkat Fermi, menghasilkan profil kapasitansi kuantum simetris dan kapasitansi kuantum maksimum sebesar 36 µF/cm2. Sebaliknya, substitusi silikon pada salah satu atom karbon memodifikasi simetri sublattice yang menginduksi terbentuknya celah pita energi sebesar 2.56 eV. Perubahan ini memengaruhi DOS di sekitar tingkat Fermi dan menghasilkan peningkatan signifikan pada profil
kapasitansi kuantum pada daerah tegangan negatif region 40 µF/cm2. Hasil penelitian ini menunjukkan pentingnya substitusi atom dalam merekayasa sifat elektronik dan kapasitif material dua dimensi, serta membuka jalur untuk optimalisasi kinerjanya pada aplikasi nanoelektronik dan penyimpanan energi.