Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

Abstrak :
Spintronika adalah penelitian yang bertujuan menghasilkan perangkat-perangkat mutakhir yang memanfaatkan interaksi spin elektron. Salah satu perangkat tersebut adalah racetrack memory, perangkat memori magnetik yang berbasis pergerakan dinding domain (DW) pada media kawat nano ferromagnetik. Oleh karena itu, dinamika serta perubahan struktur DW pada sebuah kawat nano menjadi salah satu perhatian penting dalam penelitian, terutama pada ferromagnet dengan anisotropi magnetisasi tegak lurus bidang (PMA). Dalam penelitian ini, telah dilakukan studi dinamika DW tipe-Bloch pada sebuah kawat nano CoFeB dengan orientasi PMA menggunakan pendekatan simulasi mikromagnetik. Dari penelitian, diketahui bahwa kawat nano lebih tebal memiliki kecepatan DW yang 1,5-3 kali lipat lebih besar dibanding kawat nano lebih tipis. Kawat nano lebih tebal juga memiliki medan Walker yang lebih besar dibanding dengan pada kawat nano tipis. Kecepatan DW pada medan rentang medan rendah 1 - 10 Oe diamati cocok dengan teori pergerakan creep yang menjelaskan pergerakan DW di bawah threshold depinning. Di sekitar medan Walker, DW mulai bergerak kembali ke posisi awalnya untuk kawat nano selebar 50 nm. Untuk kawat nano lebar 100 dan 150 nm, terbentuk sebuah Bloch-line pada DW. Penggunaan pulsa medan magnet nanosekon dapat saja memengaruhi pergerakan DW dan pembentukan Bloch-line. ......Spintronics aims to develop state-of-the-art devices by utilizing electron spin interactions. One spintronic device currently in development is racetrack memory, a magnetic memory device based on domain wall (DW) motion using a ferromagnetic nanowire as medium. As such, the dynamics and structure change of the DW on a nanowire has been of great interest, particularly on ferromagnets with perpendicular magnetization anisotropy (PMA). In this study, we have conducted micromagnetic simulations to investigate the dynamics of the Bloch-type DW on CoFeB nanowires with PMA. From this study, its shown that thicker nanowires have DW velocities that are 1.5 to 3 times faster than thinner nanowires. Thicker nanowires also have larger Walker fields compared to thinner nanowires. The DW velocities of the low-field regime 1 - 10 Oe is observed to correspond with the creep motion theorem commonly described for DW motion below the depinning threshold. Around the Walker field, the DW begins to move backwards to its original position on the 50 nm wide nanowire. For the 100 and 150 nm wide nanowire, a Bloch-line is formed within the DW. Usage of a nanosecond magnetic pulse may influence the motion of the DW and the formation of the Bloch-line.

Abstrak :
Penelitian spintronika memiliki ide untuk memanipulasi spin elektron pada suatu sistem zat padat dengan tujuan untuk menghasilkan divais masa depan, seperti divais logika terintegrasi dan sistem penyimpan data non-volatile. Salah satunya adalah pengembangan divais racetrack memory yang berbasis domain wall (DW) magnetik dalam sistem kawat nano (nanowire) sebagai media penyimpanan data yang diusulkan oleh S. Parkin, dkk. pada tahun 2008. Perhatian penting pengembangan racetrack memory adalah karakteristik DW pada material magnetik dengan orientasi magnetisasi anisotropik sejajar bidang (in-plane anisotropy, IMA) dan tegak lurus bidang (perpendicular magnetic anisotropy, PMA). Kelebihan dari material PMA adalah mampu mengurangi besarnya arus ambang (threshold) hingga satu orde (~ 1011 Am-2) untuk menggerakkan DW sepanjang kawat nano dan mengurangi dampak pemanasan Joule. Dalam penelitian ini, dilakukan studi dinamika pegerakan DW dalam kawat nano berorientasi magnetisasi sejajar (IMA) dan tegak lurus (PMA) berbasis material feromagnetik menggunakan pendekatan simulasi mikromagnetik. Dari hasil penelitian ini diketahui bahwa pada material CoFeB yang bertipe PMA, DW memiliki kecenderungan orientasi perputaran magnetisasi secara natural (groundstate) yang bergantung pada geometri kawat nano sehingga memunculkan tipe Bloch Wall atau Néel Wall. Dengan demikian dapat didefinisikan suatu ukuran kritis (tc) transisi Bloch Wall menjadi Néel Wall sebanding dengan perubahan ukuran kawat nano melalui kalkulasi sederhana berdasarkan profil magnetisasi Mx dan My. Pada nanowire CoFeB, diketahui bahwa perubahan durasi pulsa magnetik eksternal mempengaruhi besaran medan Walker breakdown (HWB). Semakin pendek durasi pulsa magnetik, maka nilai HWB akan semakin besar. Pergeseran nilai HWB pada durasi pulsa magnetik yang lebih singkat disebabkan adanya kebutuhan energi DW untuk bergerak sepanjang kawat nano yang lebih dominan. Pada material IMA, seperti Permalloy, ditunjukkan bahwa ukuran kedalaman notch yang semakin besar sebanding dengan peningkatan arus depinning (Jd) untuk menggerakkan DW keluar dari area notch. Stuktur internal DW juga mengalami transformasi bentuk dari transversal menjadi anti-vortex dalam proses depinning. Pada material PMA CoFeB, ditunjukkan juga bahwa kedalaman ukuran notch memiliki korelasi berbanding lurus terhadap besarnya Jd. Namun demikian, pada kedalaman notch yang semakin besar terjadi peningkatan nilai Jd yang signifikan, terutama pada ukuran > 20 nm. Selain itu, nilai Jd tersebut lebih dipengaruhi oleh ketebalan kawat nano pada ukuran yang lebih tipis. Karakteristik ini dipengaruhi oleh peningkatan luas ukuran melintang (cross-sectional area), sehingga meningkatkan dominasi energi demagnetisasi untuk menahan DW pada kondisi pinning. Dipahami bahwa peningkatan energi DW saat depinning dapat disebabkan oleh perubahan ukuran struktur DW yang terjadi pada ukuran kawat nano yang lebih besar. ......The spintronics research had an idea to manipulate the electron spin in the solid state system with the purpose to obtain future devices, such as the integrated logic and the non-volatile memory. One of the important topics was the development of racetrack memory, based on the magnetic domain wall (DW) on the nanowire system as proposed by S. Parkin et al. in 2008. The interesting part of racetrack memory was the DW characteristics in the magnetic materials with in-plane anisotropy (IMA) and perpendicular magnetic anisotropy (PMA). The advantages of the PMA materials are the lower threshold current (~1011 Am-2) to move DW along the nanowire and reduce the impact of Joule heating. In this work, the DW dynamics on the ferromagnetic nanowire with IMA and PMA orientation have been studied utilizing micromagnetic simulation. The results showed that on the PMA CoFeB material, the DW magnetization tends to change gradually in the groundstate condition depending on nanowire geometries to obtain the Bloch Wall or the Néel Wall. Therefore, a critical transition size (tc) of the Bloch Wall to Néel Wall can be defined as the increasing nanowire size by performing a simple calculation based on the Mx and My magnetization profile. In the CoFeB nanowire, it is understood that the decreasing of external magnetic pulse duration influenced the value of the Walker breakdown field (HWB). The HWB increased as the decreasing of pulse duration decreased. The shifted HWB values in the shorter pulse duration were caused by the dominant energy needed to move DW along the nanowire. The IMA material, such as Permalloy, showed that the increasing of notch dept related to the increasing of depinning current (Jd) to move the DW out from the notch area. The DW internal structure was also transformed from transverse to anti-vortex in the depinning process. The PMA CoFeB materials also showed that the notch dept size was related proportionally to the increased Jd. However, the Jd value increased significantly in the notch dept size larger than 20 nm. Furthermore, the Jd values are more influenced by the decreasing nanowire thickness. This characteristic was related to the increase of the cross-sectional area, so the demagnetization energy was dominated on the DW in the pinning condition. It is understood that the increase of DW depinning energy is caused by the DW structural change in the larger nanowire.

Abstrak :
Pada penelitian ini, dibuat sistem pengukuran magneto-optical Kerr effect (MOKE) yang bertujuan untuk menganalisis sifat magnet dari film tipis CoFeB. Sinyal Kerr didapatkan dengan mengukur intensitas cahaya terpolarisasi yang melewati polarizing beam splitter (PBS) setelah dipantulkan oleh film tipis CoFeB, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1. Dalam penelitian digunakan tiga variabel panjang gelombang berbeda dari laser RGB sebagai sumber cahaya dan BH1750 digunakan untuk mengukur intensitas cahaya yang telah dipantulkan oleh sampel. Intensitas sumber cahaya yang diberikan, pemilihan panjang gelombang dan pengukuran intensitas cahaya dapat dikendalikan dengan mikrokontroler. Untuk melengkapi pengamatan, medan medan magnet yang diterapkan menggunakan constant current power supply sebagai sumber arus dan rapat medan magnet diukur dengan Gauss meter. Kurva histerisis CoFeB diamati untuk menganalisis dan menentukan karakteristik sistem agar didapatkan pengukuran yang optimal. Sistem pengukuran bekerja secara otomatis, seperti data intensitas cahaya dari IC BH1750 diperoleh menggunakan mikrokontroler dan akuisisi data diproses menggunakan LabVIEW.

---

In this research, a magneto-optical Kerr effect (MOKE) measurement system is made to analyze the magnetic properties of CoFeb thin film. The Kerr signal is obtained by measuring the polarized light that passed through the polarizing beam splitter (PBS) that was reflected by CoFeB thin film, as shown in Gambar 2. In this work, a RGB laser is used as the light sources with three different wavelengths and the light intensity that is reflected by the sample is measured by BH1750. To complete the observation, the applied magnetic field is observed by using Gauss meter with current source which given by constant current power supply. Hysteresis loop of CoFeb from the measurement were observed to analyze and determine the characteristic of the system to get the optimal measurements. All the measurements system worked automatically such as, the data of light intensity from Lux meter BH1750 is being acquired by using a microcontroller and the data acquisition is processed by using LabVIEW.

Abstrak :
Dinamika DW memiliki beragam jenis. Salah satunya adalah karakter DW depinning. Penelitian ini memiliki tujuan untuk menyelidiki karakter DW depinning yang dikenai arus listrik terpolarisasi dan memakai simulasi mikromagnetik. Material yang digunakan untuk menginvestigasi hal tersebut adalah CoFeB PMA dengan bentuk kawat nano dengan notch berbentuk dua segitiga simetris yang dibuat di bagian tengahnya. Lebar notch S dan faktor nonadiabatik β divariasikan untuk melihat efeknya terhadap proses DW depinning, arus minimal untuk membuat DW depinning, dan waktu yang dibutuhkan untuk DW depinning. Hasilnya adalah semakin lebar notch S, semakin meningkat arus depinning minimal. Namun, β tidak mempengaruhi arus depinning minimal secara signifikan. Selain itu, Semakin lebar notch S, relatif semakin meningkat waktu DW depinning (S ≤ 50 nm), tapi cenderung menurun waktu DW depinning (S > 50 nm). Namun, β relatif tidak mempengaruhi waktu depinning. Kemudian, proses DW depinning disertai dengan perubahan struktur DW dari transversal menjadi asimetris dan tidak dipengaruhi β. Semua hasil ini diharapkan dapat membantu perkembangan penelitian karakter DW depinning di dalam perangkat penyimpanan berbasis momen magnetik. ......DW dynamics come in various types. One of them is the depinning DW character. This study aims to investigate the depinning DW character subjected to a polarized electric current and using a micromagnetic simulation. The material used to investigate this is CoFeB PMA in the form of nanowires with a notch in the form of two symmetrical triangles made in the middle. The width of the S notch and the nonadiabatic factor β were varied to see the effect on the DW depinning process, the minimum current to make DW depinning, and the time required for DW depinning. The result is that the wider the S notch, the more minimal the depinning current increases. However, β does not affect the minimal depinning current significantly. In addition, the wider the S notch, the relatively longer the DW depinning time (S ≤ 50 nm), but it tends to decrease the DW depinning time (S > 50 nm). However, relative β does not affect depinning time. Then, the DW depinning process was accompanied by a change in the DW structure from transverse to asymmetrical and not affected by β. These results are expected to help develop DW depinning character research in magnetic moment-based storage devices.

Abstrak :
Telah dilakukan pengamatan terhadap kurva histeresis dan struktur domain pada lapisan tipis CoFe dan CoFeB model disk dan square yang diberi medan magnetik eksternal pada arah in-plane dan arah out-plane menggunakan pendekatan simulasi mikromagnetik. Simulasi mikromagnetik menggunakan perangkat lunak OOMMF berbasis Landau-Lifshitz-Gilbert LLG. Variasi ukuran model material CoFe dan CoFeB dilakukan pada rentang diameter 50 nm 500 nm dan ketebalan 5 nm dan 10 nm. Parameter simulasi menggunakan ukuran sel 2,5 x 2,5 x 2,5 nm3 dan faktor redaman = 0,05. Lapisan tipis CoFe model disk dan square menunjukkan sifat Perpendicular Magnetic Anisotropy PMA dengan menghasilkan koersivitas yang rendah ketika diberi medan eksternal arah out-plane. Hal menarik ditunjukkan pada lapisan tipis CoFeB model disk dan square dengan pemberian medan arah in-plane dan out-plane yang mengindikasikan pengaruh Boron mengubah nilai koersivitas CoFe menjadi lebih tinggi. CoFeB bersifat Perpendicular Magnetic Anisotropy PMA. Analisis terhadap besarnya medan nukleasi, koersivitas, dan waktu pembalikan menunjukkan adanya pengaruh perubahan ukuran size-dependent terhadap perubahan kurva histerisis lapisan tipis CoFe dan CoFeB. Pengamatan terhadap struktur domain CoFeB memperlihatkan terjadi perubahan struktur domain dari keadaan single domain SD menjadi multi domain MD dengan menunjukkan tipikal mekanisme pembalikan Neel wall. ......Hysteresis loop and domain structure in thin film CoFe and CoFeB model disk and square are applied external field in two ways parallel and perpendicular has been investigate by using micromagnetic simulation. Micromagnetic simulation software OOMMF based on magnetization dynamic Landau Lifshitz Gilbert. Thin film CoFe and CoFeB size diameter ranging from 50 nm to 500 nm and variation thickness 5 nm and 10 nm. Size of cell size 2,5 x 2,5 x 2,5 nm3 and damping factor 0,05. Hysteresis loop of thin film CoFe disk applied parallel external field showed square loop hysteresis which showed typical in easy axis. In otherwise when applied perpendicular external magnetic field showed typical hysteresis loop in hard axis with low coercivity. Therefore, thin film CoFe disk and square has characteristic Perpendicular Magnetic Anisotropy PMA. Interestingly, thin film CoFeB disk and square applied by parallel and perpendicular magnetic field showed hysteresis loop which indicate that Boron changed coercivity from low 40 mT to high 780 mT. CoFeB showed Perpendicular Magnetic Anisotropy PMA. Moreover, coercivity, switching time, and nucleation field were shifted as the CoFe and CoFeB size varied size dependent. Observation domain structure of CoFeB showed change of domain structure from single domain to multi domain with switching mechanism in multi domain structure showed Neel wall typical.