Material SiO₂ memiliki struktur yang stabil dengan komposisi sederhana namun fleksibel, memungkinkan interaksi dengan logam yang dapat meningkatkan sifat fisik, kimia, dan elektroniknya. Logam seperti Al, Ga, dan Ni memengaruhi distribusi energi dan sifat katalitik material sehingga Material Ni/SiO₂, Al-SiO₂, dan Ga-SiO₂ menyediakan variasi dalam stabilitas struktur tersebut. Optimasi struktur elektronik ketiga material ini dilakukan menggunakan program GAMESS/Psi4 dengan metode Density Functional Theory (DFT) berbasis basis set 6-31G* untuk menentukan energi, stabilitas struktur, dan perbandingan spektrum IR dari material tersebut. Struktur hasil optimasi menunjukkan energi minimum global dan konvergensi yang menandakan kestabilan struktur. Energi total yang diperoleh adalah -7428221,199 kJ/mol untuk Ni/SiO₂, -3340749,344 kJ/mol untuk Al-SiO₂, dan -7757079,103 kJ/mol untuk Ga-SiO₂, dengan momen dipol yang lebih besar dari nol, menandakan bahwa material bersifat polar. Potensial elektronik yang dihitung menunjukkan distribusi energi dan interaksi antar-elektron, yang dapat mengindikasikan potensi sifat katalitik dari material Ni/SiO₂, Al-SiO₂, dan Ga-SiO₂. Visualisasi analisis IR menunjukkan adanya vibrasi ulur-simetris, vibrasi anti-simetris, vibrasi bending, dan vibrasi OH terminasi yang menandakan interaksi antara atom logam dengan matriks SiO₂. Analisis DFT ini mengungkapkan sifat-sifat elektronik dari material Ni/SiO₂, Al-SiO₂, dan Ga-SiO₂.