Kajian Sifat Magnetik Bahan Feromagnetik Nife Pada Berbagai Variasi Komposisi Dengan Metode Simulasi

Abstract

Perkembangan zaman menyebabkan teknologi juga semakin berkembang salah satunya bidang Fisika. Salah satu contoh perkembangan teknologi yaitu media penyimpanan dengan kapasitas yang besar namun memiliki ukuran kecil atau yang biasa dikenal dengan Hard Disk Drive (HDD). Hard Disk Drive (HDD) akan mengalami peningkatan suhu ketika sebuah komputer dinyalakan. Oleh sebab itu diperlukan sebuah material untuk membuat Hard Disk Drive dengan ketahan panas yang tinggi. Salah satu material magnetik yang digunakan sebagai bahan kajian pembuatan Hard Disk Drive adalah material NiFe. Penelitian ini dilakukan untuk mengidentifikasi komposisi dari material NiFe yang dapat menahan suhu yang tinggi. Penelitian ini dilakukan secara komputasi menggunakan metode dinamika molekuler untuk mendapatkan nilai interaksi exchange dengan software LAMMPS dan metode monte carlo untuk mendapatkan nilai temperatur Curie dan kurva histerisis dengan software Vampire. Material yang digunakan adalah material alloy feromagnetik NiFe yang divariasikan komposisinya dari Ni10Fe90 hingga Ni90Fe10 pada bentuk cube dan sphere. Penentuan nilai temperatur Curie dilakukan dengan melakukan plotting nilai magnetisasi dan nilai suseptibilitas terhadap nilai temperatur. Hasil simulasi yang didapat menunjukkan nilai suseptibilitas yang rendah pada temperatur rendah dan mengalami kenaikan hingga mencapai nilai tertinggi. Setelah mencapai nilai tertinggi, nilai suseptibilitas mengalami penurunan yang menandakan perubahan fase magnetik yang semula feromagnetik menjadi paramagnetik. Sebaliknya, magnetisasi mencapai nilai maksimum pada temperatur yang rendah dan mengalami penurunan hingga mendekati nol seiring dengan bertambahnya temperatur. Variasi komposisi yang digunakan menyebabkan nilai temperatur Curie yang dihasilkan memiliki perbedaan. Hasil yang diperoleh dari penelitian adalah temperatur Curie tertinggi dimiliki oleh material dengan komposisi Ni10Fe90 yaitu berada temperatur 660 K pada bentuk cube. Penambahan komposisi Ni yang digunakan pada material menyebabkan penurunan nilai temperatur Curie. Hasil penelitian yang lain yaitu analisis sifat magnetik berdasarkan bentuk kurva histerisis. Hasil yang didapat adalah material NiFe memiliki arah sumbu yang dapat mensejajarkan momen magnetik dengan mudah meskipun dengan medan magnet kecil atau easy axis yaitu pada sumbu z. Sumbu tersebut memiliki nilai medan koersivitas terkecil dibandingkan sumbu x dan y. Temperatur yang berbeda digunakan untuk menganalisis sifat magnetik berdasarkan bentuk kurva histerisis. Hasil yang didapat adalah medan koersivitas dan magnetisasi remanen dipengaruhi oleh temperatur dengan bertambahnya temperatur menyebabkan medan koersivitas dan magnetisasi remanen menurun. Berbeda dengan magnetisasi saturasi yang tidak dipengaruhi oleh temperatur karena berdasarkan hasil yang didapat, magnetisasi saturasi memiliki nilai yang sama pada seluruh variasi temperatur.