Supervisor: Prof. Dr. rer.nat. Ayi Bahtiar
Email: [email protected]
Bidang Keahlian: Fisika Material Optoelektronik (Solar Cells, LED)
Scopus ID: 8596537200

Abstrak:
Sel-surya perovskite saat ini mampu menghasilkan efisiensi (Power Conversion Efficiency, PCE) di atas 25%, setara dengan PCE sel-surya berbahan semikonduktor silikon yang saat ini mendominasi pasar. Namun, sel-surya perovskite tidak tahan terhadap panas dan kelembaban tinggi, sehingga diperlukan material perovskite yang lebih stabil terhadap panas dan kelembaban. Sel-surya perovskite anorganik berbasis CsPbX3 (X = I, Br), banyak dikembangkan, karena dapat menghasilkan PCE tinggi dan stabil. Saat ini, PCE tertinggi dari sel-surya CsPbI3 telah mencapai 20%, namun tidak stabil terhadap kelembaban. Di sisi lain, perovskite CsPbBr3 memiliki stabilitas terhadap panas dan kelembaban yang sangat baik. Sel-surya CsPbBr3 mampu mempertahankan PCE lebih dari 80% setelah terpapar udara selama 800 jam. Untuk menghasilkan sel-surya CsPbBr3 dengan PCE tinggi, diperlukan film perovskite yang homogen, tanpa void dan kristalinitas tinggi. Film CsPbBr3 dapat dibuat dengan metode pemrosesan larutan yang mudah dan berbiaya rendah. PCE sel-surya
CsPbBr3 tertinggi adalah 10 %. Namun, PCE tinggi diperoleh menggunakan pelarut DMF, DMSO dan metanol yang berbahaya bagi kesehatan dan mencemari lingkungan. Penelitian ini akan mengembangkan sel-surya perovskite anorganik CsPbBr3 menggunakan metode pemrosesan larutan dua-tahap, dengan air (H2O) sebagai pelarut PbBr2 dan CsBr. Struktur sel-surya yang akan dibuat adalah gelas/FTO/TiO2/perovskite/Karbon/Ag. Tujuannya adalah menghasilkan sel-surya CsPbBr3 dengan efisiensi dan stabilitas yang tinggi, melalui optimasi pembuatan film CsPbBr3. Film perovskite dibuat dengan metode spin-coating dua-tahap, dimana film prekursor PbBr2 di-spin-coating dari larutan PbBr2 dalam campuran air, HBr dan PEG, dan kemudian diikuti dengan spin-coating larutan CsBr dalam air. Dalam penelitian ini juga dilakukan pengujian stabilitas sel-surya, melalui pengukuran PCE sel-surya secara berkala setelah disimpan dalam ruangan dengan kelembaban relatif (RH) 70%.

Supervisor: Dr. Eleonora Agustine, MT
Email: [email protected]
Bidang Keahlian: Geofisika Lingkungan dan eksplorasi
Scopus ID: 55872866700

Judul dan Abstrak:
Pemanfaatan Geofisika Terpadu dan Geokimia untuk Identifikasi Sebaran Candi Terpendam di Gunung Botak/ Unur Botak, Candi Batujaya, Karawang, Jawa Barat. (Implementation of Integrated Geophysics and Geochemistry methods to Identify the Distribution of Buried Temples on Mount Botak/ Unur Botak, Batujaya Temple, Karawang, West Java-Indonesia)

Indonesia memiliki kekayaan budaya yang luar biasa, salah satunya adalah peninggalan
candi sebagai warisan arkeologi yang bernilai tinggi. Situs Candi Batujaya di Karawang, Jawa Barat, merupakan salah satu situs penting yang mencerminkan peradaban masa lalu. Salah satu area yang menjadi fokus penelitian adalah Gunung Botak/ Unur Botak, yang diduga menyimpan struktur candi yang masih terkubur. Namun, keterbatasan metode eksplorasi konvensional menyebabkan proses identifikasi situs candi menjadi lambat dan berisiko merusak struktur yang rapuh. Oleh karena itu, diperlukan pendekatan ilmiah yang lebih modern dan non-destruktif, yaitu dengan memanfaatkan metode geofisika terpadu (resistivitas DC dan Ground Penetrating Radar/GPR) serta metode geokimia untuk mendukung identifikasi dan pelestarian candi yang tersebar di kawasan ini. Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi persebaran candi terpendam di Gunung Botak/ Unur Botak, Candi Batujaya, Karawang, Jawa Barat dengan memanfaatkan metode geofisika terpadu dan geokimia. Latar belakang penelitian ini didasari oleh pentingnya pelestarian situs cagar budaya Indonesia, di mana banyak struktur candi yang terkubur dan mengalami degradasi akibat faktor lingkungan. Metode geofisika yang digunakan adalah resistivitas DC dan Ground Penetrating Radar (GPR) untuk memetakan struktur bawah permukaan secara non-destruktif. Sementara itu, metode geokimia, seperti ICP-OES, XRD, SEMEDS, dan Carbon Dating, digunakan untuk menganalisis karakteristik kimia tanah dan batu bata
guna memperkirakan umur peradaban. Penelitian ini dirancang dalam empat tahap. Pada tahun pertama, dilakukan studi literatur, survei pendahuluan, serta akuisisi data menggunakan metode resistivitas 2D untuk kedalaman 1-4 meter dengan alat purwarupa Marcapada. Luaran yang ditargetkan adalah draft untuk publikasi di jurnal Sinta 2/Q4. Pada tahun kedua, dilakukan akuisisi data resistivitas 2D untuk kedalaman 8-12 meter menggunakan alat ARES-2, pemodelan 3D, serta pengambilan data menggunakan metode GPR untuk memvalidasi hasil resistivitas. Selain itu, dilakukan pengambilan sampel tanah untuk analisis laboratorium geokimia. Target luaran tahun kedua adalah under review Sinta 2/Q4 dan publikasi Q3. Pada tahun ketiga, penelitian fokus pada pengambilan data resistivitas Pseudo 3D dan analisis carbon dating untuk memperkirakan umur
peradaban candi. Pengukuran geokimia dilanjutkan dengan menggunakan metode XRD dan SEMEDS/EDX. Luaran yang ditargetkan adalah sedang under review Q3 dan submit publikasi di jurnal Q2. Tahun keempat, dilakukan analisis lanjutan resistivitas Pseudo 3D dan penyatuan seluruh data untuk menentukan potensi persebaran candi terpendam di Gunung Botak/ Unur Botak, dengan luaran sudah/sedang under review dan publikasi di jurnal Sains Malaysian (Q2). Penelitian ini menargetkan luaran berupa publikasi ilmiah di jurnal bereputasi, pemetaan model distribusi struktur bawah permukaan dalam bentuk 2D dan 3D, serta data geokimia yang mendukung analisis umur dan karakteristik struktur candi. Harapan penelitian ini dapat memberikan kontribusi signifikan dalam mendukung eksplorasi dan pelestarian warisan budaya Indonesia secara berkelanjutan, khususnya di kawasan Candi Batujaya, Karawang. Penelitian ini Tingkat Kesiapan Teknologi adalah 2.

Supervisor: Dr. Irwan Ary Dharmawan
Email: [email protected]
Bidang Keahlian: Transport phenomena in Rock Physics
Scopus ID: 55873065000

Judul dan Abstrak:
Simulasi Lattice Boltzmann Berbasis Data untuk Prediksi Aliran dan Transportasi Fluida pada Batuan Digital [Data-Driven Lattice Boltzmann Simulations for Predicting Fluid Flow and Transport in Digital Rocks]

Simulasi aliran fluida dalam media berpori secara akurat merupakan tantangan utama dalam pengembangan energi berkelanjutan, pengelolaan reservoir, dan studi lingkungan bawah permukaan. Penelitian ini diusulkan untuk mengembangkan kerangka prediktif berbasis data-driven modeling yang mengintegrasikan metode Lattice Boltzmann (LBM) dengan jaringan saraf konvolusional berbasis U-Net untuk mempercepat prediksi aliran dan transportasi fluida pada digital rock.

Dalam studi ini, citra mikrotomografi resolusi tinggi dari sampel batuan akan digunakan untuk membangun representasi digital pori-pori batuan. Simulasi aliran skala pori dilakukan menggunakan LBM untuk menghasilkan ground truth data berupa distribusi kecepatan fluida, tekanan, serta parameter transport seperti permeabilitas dan tortuositas. Data ini kemudian digunakan untuk melatih model U-Net agar mampu memetakan langsung dari citra digital batuan ke profil medan aliran dan sifat transpor secara cepat dan efisien.

Metode yang diusulkan diharapkan dapat mengurangi ketergantungan pada simulasi numerik konvensional yang memakan waktu, serta membuka jalan bagi prediksi cepat berbasis citra untuk aplikasi digital core analysis, optimasi reservoir, dan pengembangan sistem digital twin. Penelitian ini juga berpotensi memberikan kontribusi signifikan dalam pemanfaatan kecerdasan buatan untuk memahami fenomena fisis dalam sistem batuan berpori yang kompleks.

Supervisor: Prof. Dr. rer.nat. Yudi Rosandi, S.Si. M.Si.
Email: [email protected]
Bidang Keahlian: Fisika Komputasi

Judul dan Abstrak:
Studi Oksidasi-Deoksidasi Nano-material dalam Lingkungan H2 dan O2 menggunakan Metode Dinamika Molekuler

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 uniaxial yang berbeda-beda dan gesekan rentang. Antara Al-O, terjadi peningkatan kecepatan nukleasi defek pada interface oksida yang mencegah deformasi lokal. Saat dijangkiti, kami mengamati reorganisasi struktur lapisan oksida yang menyebabkan pemulihan ikatan dan mencegah pecahan. Sementara elastisitas meningkat dengan ketebalan coating selama jangkiti, ketebalan coating kurang penting saat kompresi.

Supervisor: Lusi Safriani, S.Si, M.Si, Ph.D

Email: [email protected]

Bidang Keahlian: Fisika Material

Judul dan Abstrak:

Efek Variasi Parameter Hidrotermal terhadap Struktur dan Sifat Magnetik Nanopartikel Semikonduktor Oksida Untuk Aplikasi Fotokatalitik

Nanopartikel semikonduktor oksida merupakan material yang memiliki karakteristik unik dan potensi besar dalam berbagai bidang teknologi canggih. Material ini banyak digunakan dalam aplikasi seperti spintronik, sensor magnetik, katalis berbasis medan magnet, perangkat penyimpanan energi, serta elektronik karena kemampuannya dalam mengontrol sifat magnetik dan elektronik melalui modifikasi struktur kristal dan komposisi material. Salah satu metode sintesis yang umum digunakan adalah metode hidrotermal, yang dikenal efisien, ekonomis, dan ramah lingkungan. Metode ini memungkinkan pengendalian morfologi, ukuran partikel, dan fasa kristal melalui variasi parameter sintesis seperti suhu reaksi, waktu, pH larutan, konsentrasi prekursor, serta penggunaan agen pemodifikasi atau doping.

Penelitian ini difokuskan pada penyelidikan pengaruh variasi parameter sintesis hidrotermal terhadap karakteristik struktural dan sifat magnetik dari nanopartikel semikonduktor oksida. Suhu dan waktu reaksi memengaruhi kristalinitas dan pertumbuhan partikel, sedangkan pH dan konsentrasi prekursor berpengaruh pada proses nukleasi dan distribusi ukuran partikel. Penggunaan doping logam transisi seperti Fe, Co, dan Mn bertujuan untuk meningkatkan sifat magnetik dengan mengubah interaksi spin dalam struktur kristal. Karakterisasi dilakukan menggunakan berbagai teknik seperti X-ray Diffraction (XRD), Scanning/Transmission Electron Microscopy (SEM/TEM), spektroskopi UV-Vis, serta Vibrating Sample Magnetometer (VSM) atau SQUID untuk mengukur sifat magnetiknya.

Melalui pendekatan ini, diharapkan diperoleh pemahaman yang lebih mendalam mengenai korelasi antara parameter sintesis dengan struktur dan sifat fungsional nanopartikel. Hasil penelitian ini diharapkan dapat menjadi dasar pengembangan material semikonduktor oksida untuk aplikasi lanjutan di bidang teknologi nano, energi, dan lingkungan.