Sifat-Sifat Magnetik Material Alloy Bahan Fept Bentuk Nanocube Dan Nanosphere Pada Berbagai Variasi Ukuran

Abstract

Hard Disk Drive (HDD) merupakan perangkat penyimpanan data yang digunakan untuk menyimpan dan mengambil informasi digital menggunakan disk (piringan) yang dilapisi dengan bahan magnetik. Salah satu bahan magnetik yang digunakan untuk melapisi piringan HDD adalah bahan feromagnetik. Material magnetik banyak dimanfaatkan dalam bidang industri khususnya dalam bidang elektronika. Material yang dimanfaatkan dalam bidang elektronika adalah material feromagnetik yang pada umumnya berasal dari alam. Beberapa material feromagnetik yaitu Fe, Ni, Gd, Co dan paduannya (alloy). Material alloy FePt merupakan suatu material yang telah menerima banyak perhatian dari komunitas riset magnetik karena memiliki magnetocrystalline anistropi yang sangat tinggi sekitar 107 joule/m3. Karena anisotropi yang dimiliki FePt tinggi maka koersivitas yang dihasilkan akan tinggi, sehingga FePt berpotensi diaplikasikan dalam media perekam magnetik. Material alloy FePt merupakan material thin film hard magnetic, karena memiliki magnetocrystalline anisotropi dan saturasi magnetik yang tinggi. Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui ukuran kritis bahan FePt dengan bentuk nanocube dan nanosphere berdasarkan variasi ukuran sisi kubus dan diameter bola. Ukuran kritis dianalisis dengan grafik hubungan rapat energi dengan sisi dan grafik hubunan rapat energi dengan diameter. Rapat energi yang digunakan pada grafik yaitu rapat energi exchange, rapat energi demagnetisasi dan rapat energy total. Kemudian menganalisis kurva histerisis untuk menunjukkan sifat magnetik bahan FePt, sifat magnetik yang dianalisis dalam kurva histerisis adalah magnetisasi. Kurva histerisis ini menganalisis tiga daerah domain yaitu single domain, transisi, multi domain. Hasil simulasi yang diperoleh dengan menganalisis grafik hubungan rapat energi dengan ukuran sisi kubus dan diameter bola terdapat tiga daerah yakni single domain, transisi, dan multi domain yang menunjukkan bahwa ukuran kritis pada bentuk nanocube sebesar 11 nm sedangkan pada bentuk nanosphere nilai ukuran kritis sebesar 14 nm. Nilai tersebut didapatkan dari hasil titik terakhir dalam daerah single domain yang akan menuju ke daerah transisi. Struktur single domain untuk bentuk nanocube terjadi pada 8 nm – 10 nm, sedangkan struktur multi domain terjadi pada 14 nm – 24 nm. Dan struktur single domain untuk bentuk nanosphere terjadi pada 10 nm – 12 nm. Sedangkan struktur multi domain terjadi di atas diameter kritis yaitu 16 nm – 24 nm. Hasil tersebut diperkuat dengan adanya hubungan grafik profil rapat enegi terhadap variasi ukuran sisi dan diameter. Energi-energinya adalah energi total, energi demagnetisasi, energi exchange dan mempertimbangkan ke persamaan Brown. Analisis kurva histerisis untuk sifat magnetik bahan FePt untuk masingmasing daerah domain yang berbeda-beda. Untuk bentuk nanocube pada daerah single domain sebesar 8 nm dengan nilai medan koersivitas 1,884 × 10−6 T. Daerah transisi diwakilikan pada ukuran sisi kubus sebesar 11 nm dengan nilai medan koersivitas 2,010 × 10−6 T dan untuk multi domain diwakilkan dengan ukuran sisi kubus 24 nm dengan nilai medan koersivitas sebesar 2,513 × 10−6 T. Untuk bentuk nanosphere daerah single domain diwakilkan dengan ukuran diameter 10 nm dengan nilai medan koersivitas 2,010 × 10−6 T. Daerah transisi diwakilkan pada diameter 14 nm dengan nilai medan koersivitas 3,769 × 10−7 T, sedangkan untuk daerah multi domain diwakilkan pada diameter 24 nm dengan nilai medan koersivitas 1,382 × 10−6 T. Melalui analisis kurva histerisis menunjukkan bahwa semakin besar nilai ukuran sisi kubus dan ukuran diameter maka nilai dari medan koersivitas yang dihasilkan juga akan semakin besar.