SIMULASI DINAMIKA MOLEKULAR REAKTIF PROSES AMORFISASI SILIKON KRISTAL

Abstract

Silikon kristal dan silicon amorf adalah material utama yang digunakan untuk bahan solar sel. Silikon amorf lebih mudah dibuat dan lebih murah dibandingkan silikon kristal namun efisiensi silikon amorf masih lebih rendah dibanding silikon kristal. Untuk meningkatkan sifat listrik dari silikon amorf diperlukan pengetahuan strukturmikro silikon amorf yang terbentuk dari amorfisasi silikon kristal. Oleh karena itu dilakukan simulasi dinamika molekuler untuk meneliti proses amorfisasi silikon kristal. Proses amorfisasi dilakukan dengan cara yang menyerupai proses dalam eksperimen, yaitu pemanasan sampai silikon kristal mencair kemudian dilanjutkan dengan pendinginan yang cepat sehingga tidak cukup waktu untuk atom-atomnya membentuk struktur yang teratur. Setelah beberapa suhu dan kecepatan pendinginan dicoba, didapati bahwa dengan pemanasan sampai 3500 K dan dengan laju pendinginan 1014K/s silikon amorf terbentuk. Pada suhu yang terlalu tinggi, sistem menjadi rusak, sedangkan pada suhu yang terlalu rendah tidak terjadi perubahan fase. Proses amorfisasi disertai dengan meningkatnya panjang rata-rata ikatan dari ikatan 4-4 fold, 4-5 fold, dan 5-5 fold secara berurutan. Selain itu, didapati bahwa ikatan 5-fold memberikan kontribusi paling besar dalam membentuk puncak sudut 60o.