STUDI TEORITIS: STRUKTUR DAN SIFAT POLIFURAN TERSUBSTITUSI SEBAGAI SEMIKONDUKTOR DENGAN MENGGUNAKAN PROGRAM PM3

Abstract

Telah dilakukan penelitian untuk mempelajari struktur dan sifat elektronik dari polimer furan dan turunannya (disubstitusi) dengan jumlah cincin furan n = 20 dengan menggunakan program PM3. Substituen yang digunakan dalam penelitian ini berupa atom atau molekul radikal pada posisi ujung. Subtituen yang dipelajari adalah fenil (Ph), radikal heksahalobenzena (-Z), radikal pirol (Py) dan tiofen (T).. Masukan data awal furan adalah sudut ikatan awal untuk C=C-C = 105˚, C=C-H = 120˚, H-C-C = 135˚, H-C-O = 123.872˚, O-C=C = 116˚, torsion angle = 0˚ dan panjang ikatan C=C, C-C = 1,4 Å, C-O = 1,408 Å dan C-H = 1 Å. Dalam penelitian ini digunakan komputasi secara RHF ( Restrical Hartree Fock) dengan pengoptimasi Polak Ribiere. Optimasi dilakukan dengan ketentuan berikut: spin multiplicity = 1; charge = 0; convergence limit = 0,001; iterration limit = 50; dan gradien 0,01 kCal/mol.Å. Luaran data (dalam keadaan optimal) yang dibutuhkan adalah Binding Energy (BE adalah energi ikatan antar atom-atom dalam molekul), EHOMO ( tingkat energi highest occupied molecular orbital dan ELUMO (tingkat energi lowest occupied molecular orbital). Sifat penghantar polimer ditentukan dari nilai ΔE atau (Egap). Nilai Egap suatu konduktor, semikonduktor dan isolator berturut-turut adalah < 1,0 eV; 1,0 – 3,0 eV; dan > 3 eV. Hasil pengoptimasian struktur turunan polifuran memperlihatkan bahwa seluruh substituen yang digunakan dapat menurunkan nilai band gap (Egap) polifuran. Nilai band gap (Egap) ternyata dipengaruhi oleh jumlah cincin furan yang berikatan membentuk polimer. Penurunan nilai band gap yang signifikan terjadi pada jumlah monomer furan n = 1 s.d 10.