Calon Promotor Program Padjadjaran Excellence Fast Track Scholarship Tahun 2025
Nama Lengkap: Prof. Dr. rer. nat. Yudi Rosandi, S.Si., M.Si.
E-mail: [email protected]
Bidang Keahlian: Computational Physics
Prodi S2 Calon Mahasiswa: Fisika
Prodi S3 Calon Mahasiswa: Kimia
Judul Penelitian yang Ditawarkan:
Studi Oksidasi-Deoksidasi Nano-Material dalam Lingkungan H2 dan O2 Menggunakan Metode Dinamika Molekuler
Study on the Oxidation-Deoxidation of Nano-Materials in The H2 and O2 Environment using Molecular Dynamics Method
Abstrak:
Bahan logam merupakan komponen penting dalam rancangan piranti elektronika dan piranti-piranti lain pendukung perkembangan teknologi. Sejalan dengan teknologi fabrikasi elemen elektronika yang memungkinkan untuk memperkecil ukuran, diperlukan pula optimisasi penghantar yang berukuran kecil pula. Pada skala nanometer, sifat bahan logam sangat dipengaruhi oleh sifat permukaan dan interaksi dengan lingkungan. Keberadaan gas reaktif dapat mempengaruhi kinerja bahan, akibat berubahnya sifat bahan yang digunakan. Proses kimia dan fisika yang selalu ada dalam interaksi bahan logam dengan lingkungan adalah oksidasi/deoksidasi. Dengan demikian, perlu adanya studi mengenai proses ini untuk mempelajari perubahan sifat mekanik dan kimiawi bahan, yang dapat digunakan untuk pengembangan teknologi piranti elektronika dalam skala nano. Studi oksidasi/deoksidasi ini juga sangat penting untuk mencari komposisi bahan yang ringan akan tetapi kuat, seperti pada bahan-bahan berpori. Untuk bahan yang memiliki reaktifitas dengan oksigen tinggi, lapisan oksida akan secara signifikan berubah sifat material. Ini sangat penting, sebagai contoh untuk serat aluminium nanowire yang memiliki banyak aplikasi karena kekuatan mereka sangat tinggi. Studi terbaru menunjukkan bahwa lapisan kulit oksida amorf tipis pada permukaan aluminium secara signifikan berubah respons material. Namun, hubungan antara ketebalan lapisan oksida yang diperoleh, rentang waktu gesekan dan respons mekanik serat nanowire terhadap tekanan kompresi dan tegangan belum dipelajari secara intensif. Pada penelitian ini, kami menggunakan potensial ReaxFF untuk menganalisis pengaruh lapisan oksida pada respons material serat nanowire di bawah tekanan uniaksial yang berbeda-beda dan gesekan rentang. Antara Al-O, terjadi peningkatan kecepatan nukleasi defek pada interface oksida yang mencegah deformasi lokal. Saat dalam lingkungan gas pada kondisi termodinamika tertentu, reorganisasi struktur lapisan oksida yang menyebabkan pemulihan ikatan dan mencegah pecahan dapat diamati.
Abstract:
Metals are a crucial component in the design of electronic devices and other supporting technologies that drive technological advancements. As fabrication techniques for electronic elements become smaller, there is also a need to optimize the conductors with small sizes as well. At the nanometer scale, the properties of metal are greatly affected by surface properties and interactions with the environment. The presence of reactive gases can affect performance, due to changes in material properties used. Chemical and physical processes that always occur during interaction between metal with the environment are oxidation/degassing. Therefore, there is a need for studying these processes to learn about mechanical and chemical property changes of materials, which can be used for development of electronic devices technology at the nanoscale. Studies on oxidation/deoxidation also play an important role in finding lightweight yet strong material compositions, such as porous materials. For materials with high reactivity with oxygen, layers of oxide will significantly change material properties. This is very important, for example, for aluminum nanowire fibers that have many applications due to their high strength. Recent studies show that the amorphous thin oxide skin on the surface of aluminum makes a significant change in material response. However, there has been little study of the relationship between the thickness of the oxide layer, friction range and mechanical response of the nanowire fiber under varying uniaxial pressure and tension. In this research, we used ReaxFF potential to analyze the effect of the oxide layer on the mechanical response of the nanowire fiber under different uniaxial pressures and friction ranges. When exposed, reorganization of the oxide layers causes bond recovery and prevents local deformation. Through this research we analyze the process at an atomic level.