Kajian Fenomena Stt (Spin Transfer Torque) Pada Bahan Permalloy Nife Berbentuk Nanowire Melalui Simulasi Mikromagnetik

Abstract

Spintronic merupakan divais yang bekerja dengan memanfaatkan perubahan konfigurasi spin elektron untuk mengontrol pergerakan pembawa muatan. Kebutuhan teknologi magnetik dengan kemampuan proses data yang cepat, ukuran divais yang lebih kecil, konsumsi energi yang rendah menjadi alasan utama untuk meningkatkan kualitas dan kuantitas produk, khususnya dalam media penyimpanan. Salah satu cara guna meningkatkan kemampuan dan kapasitas penyimpanan yaitu dengan memanfaatkan kajian sifat kemagnetan dalam fenomena STT (Spin Transfer Torque) suatu bahan magnetik. Bahan magnetik yang digunakan sebagai aplikasi divais spintronic adalah bahan paduan NiFe. Kajian fenomena STT ini menggunakan pemodelan 3D berbentuk nanowire. Hal ini dikarenakan nanowire merupakan suatu bentuk morfologi yang mudah dalam pengaplikasian rapat arus listrik injeksi. Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui sifat kemagnetan bahan permalloy NiFe melalui kajian fenomena STT berbentuk nanowire yang dapat diaplikasikan dalam storage device berupa MRAM. Kegiatan penelitian diawali dengan melakukan instalasi program NMAG, Mayavi dan Origin pada komputer. Tahap berikutnya adalah mempersiapkan file input dari kegiatan simulasi. File pertama yang dipersiapkan adalah parameterparamter bahan NiFe (.py) berupa magnetisasi saturasi, konstanta anisotropi, konstanta exchange, konstanta damping, dan polarisasi bahan. Adapun file kedua berisi bentuk dan ukuran geometri bahan (.geo). Simulasi terhadap sifat magnetik bahan dilakukan pada variasi rapat arus listrik injeksi sebesar , 1 , dan 20 dengan diameter nanowire 10 nm dan 20 nm, dan polarisasi bahan sebesar 1 dan 0.5. Data output yang diperoleh berupa nilai magnetisasi dan energi total bahan permalloy untuk seluruh variasi rapat arus listrik injeksi dan diameter bahan, serta kecepatan pergerakan dinding domain dalam setiap variasi polarisasi bahan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa rapat arus listrik injeksi berpengaruh terhadap magnetisasi bahan, energi total sistem dan kecepatan pergerakan dinding domain dari bahan. Magnetisasi bahan dalam hal ini dianalisis melalui perubahan posisi dinding domain, struktur domain dan grafik magnetisasi terhadap waktu (M-t). Dengan meningkatnya rapat arus listrik injeksi, kecepatan pergeseran posisi dinding domain mengalami peningkatan. Hal ini terjadi pada nanowire berdiameter 10 nm dan 20 nm. Akan tetapi, kecepatan pergeseran posisi dinding domain tersebut lebih kecil pada saat diameter nanowire berukuran 20 nm jika dibandingkan dengan diameter 10 nm.