Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

Abstrak :
Tesis ini merupakan studi teoretik-komputasi tentang sifat-sifat magnetoresistif dan magnetokalorik bahan oksida mangan. Studi dimulai dengan memformulasikan model dalam Hamiltonian yang terdiri atas suku kinetik elektron yang diturunkan dari pendekatan tight binding, suku interaksi magnetik Double Exchange (DE) antara spin-spin elektron konduksi dengan momen-momen magnetik lokal ion-ion Mn, suku kinetik dan potensial fonon, serta suku interaksi elektron-fonon (EP) yang diformulasikan dengan pendekatan Holstein. Model ini diselesaikan dengan metode Dynamical Mean Field Theory (DMFT). Secara khusus hasil-hasil studi ini dibandingkan dengan data-data eksperimental bahan kristal tunggal La1-xCaxMnO3 (dengan x=0,3). Hasil-hasil perhitungan density of states (DOS), resistivitas, dan magnetisasi dengan variasi temperatur menunjukkan bahwa interaksi DE membentuk fase ferromagnetik-metal pada temperatur rendah, sedangkan interaksi EP bertendensi merusak keteraturan magnetik, yang mengakibatkan turunnya temperatur transisi magnetik, sekaligus melokalisasi elektron sehingga membetuk fase paramagnetik-insulator pada temperatur tinggi. Lebih lanjut, perbandingan perilaku resistivitas sebagai fungsi temperatur untuk berbagai nilai medan magnet luar antara hasil perhitungan teoretik dan data eksperimental menunjukkan bahwa efek magnetoresistansi kolosal bahan oksida mangan merupakan hasil dari keterkaitan peran (interplay) antara interaksi-interaksi DE dan EP. Investigasi terhadap magnetisasi dan perubahan entropi sebagai fungsi temperatur untuk berbagai nilai medan magnet luar menegaskan bahwa efek magnetokalorik timbul karena adanya transisi fase paramagnetik-ferromagnetik yang muncul sebagai akibat dari adanya interaksi DE. Interaksi EP tidak banyak mempengaruhi nilai perubahan entropi akibat pemberian medan magnet luar, tetapi menyebabkan turunnya temperatur transisi magnetik secara signifikan, sehingga menggeser daerah kerja aplikasinya untuk mesin pendingin magnetik ke arah temperatur yang lebih rendah. Untuk lebih memahami peran interaksi EP terhadap efek magnetokalorik, penelitian teoretik lebih lanjut masih perlu dilakukan mengingat masih adanya aspek-aspek magnetikalorik lainnya, seperti kapasitas panas (cv) sebagai fungsi temperatur, yang belum dieksplorasi secara teoretik untuk dibandingkan dengan data-data eksperimental yang sudah tersedia.

Abstrak :
Efek magnetokalorik pada material oksida mangan kristal tunggal diketahui bernilai lebih besar dibandingkan dengan yang terjadi pada material oksida mangan polikristal. Di samping itu, transisi fase kemagnetan pada oksida mangan kristal tunggal dengan doping tertentu ditemukan berkarakter orde ke-1, yang berbeda dari yang umumnya terjadi yaitu orde ke-2. Kenyataan umum menunjukkan pula bahwa sifat-sifat anisotropik yang terdapat pada material kristal tunggal menjadi tidak tampak ketika material tersebut berada dalam bentuk polikristal. Fakta-fakta tersebut di atas mendorong sebuah hipotesis yang mendasari penelitian ini, yaitu bahwa fase ferromagnetik pada oksida mangan kristal tunggal dikontrol oleh interaksi pertukaran magnetik yang bersifat anisotropik. Untuk menguji hipotesis ini, pada studi ini dilakukan pemodelan sistem oksida mangan dengan Hamiltonian yang terdiri atas suku kinetik elektron yang diturunkan dari pendekatan tight-binding dan suku interaksi magnetik Double-Exchange antara spin-spin elektron dengan momen-momen magnetik lokal Mn. Pemilihan model dengan melibatkan derajat kebebasan elektron adalah untuk mengantisipasi penggunaan lebih lanjut hasil-hasil studi ini untuk prediksi sifat-sifat transpor dari sistem. Model diselesaikan dengan metode Dynamical Mean Field Theory (DMFT) dengan melibatkan koreksi interaksi pertukaran Heisenberg anisotropik. Hasil perhitungan kami menunjukkan bahwa transisi magnetik orde ke-1 dapat terjadi karena adanya pengaruh interaksi pertukaran anisotropik, dengan kopling ferromagnetik pada arah planar, atau dengan kopling antiferromagnetik pada arah axial. Walaupun magnitud dari koreksi anisotropik ini sangat kecil, namun efeknya sangat signifikan dalam mereduksi temperatur Curie sistem dan mengubah karekter transisi magnetik dari orde ke-2 menjadi orde ke-1