Komparasi Sifat Struktural, Optik, dan Listrik Film Tipis BaxSr1-xTiO3 (x = 0; 0,125; 0,25; 0,375) terhadap Material Bulk Berbasis DFT+U

Abstract

Film tipis BaxSr1-xTiO3 (BST) berpotensi untuk perangkat optoelektronik, tetapi anomali sifat makroskopis akibat cacat sintesis sering mengaburkan sifat intrinsiknya. Penelitian ini bertujuan menganalisis secara komparatif sifat optik, struktural, dan listrik film tipis BST (x = 0; 0,125; 0,25; 0,375) berbasis eksperimen dan simulasi DFT+U. Film disintesis menggunakan metode deposisi larutan kimia di atas substrat Si(100) tipe-p. Karakterisasi meliputi spektroskopi UV-Vis, difraksi sinar-X, dan pengukuran I-V, yang disandingkan dengan kalkulasi DFT+U. Hasil menunjukkan celah pita optik eksperimen berkisar 1,73–3,29 eV, dengan anomali penurunan drastis pada x = 0,25 (1,73 eV) yang terbukti berasal dari keadaan subcelah pita akibat cacat struktural, bukan sifat intrinsik. Secara struktural, film membentuk fase kubik efektif dengan parameter kisi eksperimen (4,21–4,24 Å) lebih besar daripada prediksi DFT (3,92–3,96 Å) akibat regangan tarik epitaksial dari substrat. Sifat listrik mengonfirmasi kontak Schottky yang fotoresponsif. Pendekatan komparatif ini berhasil memisahkan pengaruh ekstrinsik dari sifat intrinsik material, memberikan landasan strategis untuk rekayasa film tipis BST pada aplikasi sensor cahaya.