Analisa Stabilitas Skyrmion Terhadap Variasi Suhu Dan Arus Listrik Pada Material Fe-Bi₂O₃

Abstract

Skyrmion adalah konsep memori masa depan, sebuah konsep yang mampu membuat memori yang tahan terhadap medan eksternal dan juga lebih efisien secara daya listrik yang digunakan. Skyrmion terbentuk dari sebuah fenomena (DMI) Dzyaloshinskii–Moriya interaction yang membuat arah spin dari magnet tidak sejajar melainkan membentuk vortex (spiral) yang membuatnya lebih stabil dan tidak gampang rusak. Ukuranya yang kecil membuatnya mudah untuk dikendalikan sehingga tidak membutuhkan banyak daya listrik. Skyrmion memberikan konsep yang menarik untuk membuat memori masa depan, namun dalam pengaplikasianya masih terdapat permasalahan pada kesetabilannya. Masalah utama ada pada suhu yang tinggi membuat fluktuasi termal yang energinya cukup mampu untuk merusak penghalang energi topologi dari skyrmion. Pada rapat arus dengan intesitas tinggi mampu membuat elektron dengan spin terpolarisasi yang mengalir melalui material magnetik mentransfer momentum ke skyrmion. Akibatnya, skyrmion mengalami deformasi. Selain itu, arus listrik juga memicu fenomena Skyrmion Hall Effect (SkHE). Skyrmion bergerak dalam arah tegak lurus terhadap arus listrik, yang berpotensi membuat skyrmion keluar dari jalur yang diinginkan (racetrack). Hal ini menjadi tantangan besar dalam memanfaatkan skyrmion untuk aplikasi penyimpanan data yang presisi. Karena hal ini maka perlu dilaksanakan banyak penelitian hingga ditemukan metode ataupun material terbaik untuk mengaplikasikan skyrmion sebagai memori masa depan. Penelitian ini bertujuan untuk melihat material potensi material Fe-Bi₂O₃ dalam hal menjaga kesetabilan skyrmion, dari gangguan suhu dan arus listrik. Skyrmion yang stabil adalah skyrmion yang memiliki nilai bilangan topologi lebih dari nol (positif atau negatif).