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 :
Salah satu material feromagnetik yang memiliki magnetik anisotropi yang tinggi yaitu FePt dan FePd telah diamati dalam bentuk lapisan tipis disk dan square dengan menggunakan perangkat lunak simulasi mikromagnetik bersifat publik OOMMF berdasarkan persamaan Landau-Lifshitz-Gilbert LLG. Variasi diameter yang digunakan mulai dari ukuran 50 nm hingga 500 nm, dua variasi ketebalan 5 dan 10 nm, dan konstanta redaman ?=0.05 dengan ukuran sel 2.5 2.5 2.5 ? nm ?^ 3 disimulasi dengan pemberian medan magnet arah in-plane dan out-plane. Pengamatan kurva histeresis dan dinamika struktur domain difokuskan untuk memperoleh karakteristik sifat magnet berupa pengaruh bentuk dan ukuran terhadap kurva histeresis, struktur domain yang dibentuk, medan koersivitas, medan nukleasi, waktu pembalikan dan mekanisme pembalikan yang terjadi. Hasil pengamatan memperlihatkan kurva histeresis yang diperoleh memiliki nilai koersivitas yang besar pada saat pemberian medan arah inplane namun pada saat pemberian medan arah outplane koersivitas yang diperoleh mendekati nol sebagaimana tipikal kurva histeresis material yang diberikan medan ke arah hard-axisnya. Namun, menariknya pada ukuran dibawah le; 100 nm masih ditemukan nilai koersivitas dengan nilai berkisar antara 20 80 mT. Nilai koersivitas ini mengindikasikan material FePt dan FePd sebagai material PMA. Selain itu, teramati nilai medan koersivitas yang meningkat seiring dengan berkurangnysa ukuran diameter yang ditunjukkan di daerah meso nilai koersivitas yang diperoleh kecil dan cenderung konstan. Medan Nukleasi menunjukkan adanya pergeseran nilai seiring dengan berubahnya ukuran material. Hal ini menunjukkan bahwa ukuran berpengaruh pada sifat magnetik lapisan tipis FePt dan FePd. Struktur domain sebagian besar pada model square ditemukan dalam keadaan vortex dengan mode pembalikan curling, namun pada model disk, ditemukan struktur single domain di bawah diameter 200 nm untuk material FePt dan di bawah 80 nm untuk material FePd yang selanjutnya dijelaskan dengan profil energi sistem mikromagnetik. ......One of the highly anisotropic ferromagnetic materials FePt and FePd has been observed by using public micromagnetic simulation software, OOMMF based on the Landau Lifshitz Gilbert LLG equation. In this study, we used disk and square shaped model with size from 50 nm to 500 nm, two variations in thicknesses are 5 and 10 nm, and damping constant 0.05 with cell size 2.5 2.5 2.5 nm 3 were simulated by in plane and out plane applied field. We focused to find magnetic properties such as hysteresis loops, domain structure, coercivity field, nucleation field, and switching time.The results showed the hysteresis loops has a large coercivity when the external inplane field was applied and zero coercivity when the external outplane field was applied as typical of the material 39 s hysteresis loops given the field toward the hard axis. Interestingly, coercivity still found in materials with size below le 100 nm with ranging between 20 80 mT. From this result, a certain value of the coercivity field appeared in out plane applied field indicated a perpendicular magnetic anisotropy PMA behaviour in FePt and FePd ferromagnets. We found that the coercivity tended decreasing as the length and thickness of disk and square ferromagnets increased, however in the mesoscopic region showed small coercivity and tended to be constant. Moreover, nucleation fields was shifted as the material rsquo s size varied. The results showed that the size effected in the magnetic properties of the FePt and FePd thin layers. The domain structure in the square shaped is mostly found in the state of vortex with curling reversal mode, but in the disk shaped with size below 200 nm formed single domain structure for FePt and size below 80 nm for FePd. Furthermore, these results could be explained by its energy profiles.

Abstrak :
Pada thesis ini telah dilakukan studi dinamika domain wall (DW) magnetik pada nanowire Permalloy dengan notch simetris yang terinduksi oleh pulsa arus listrik terpolarisasi. Analisis dilakukan menggunakan pendekatan mikromagnetik menggunakan perangkat lunak OOMMF berdasarkan persamaan Landau-Lifshitz- Gilbert (LLG) yang dimodifikasi. Dalam persamaan LLG tersebut diperkenalkan besaran tambahan berupa kecepatan spin (u) dan konstanta non-adiabatik (β) yang menunjukkan suku transfer spin. Sebuah defek pada nanowire Permalloy dibuat berbentuk notch segitiga simetris sebagai potensial pinning untuk DW. Penelitian dilakukan dengan mengamati efek lebar wire, ukuran notch, dan variasi konstanta non-adiabatik terhadap sifat depinning DW di sekitar pusat notch. Berdasarkan hasil simulasi ditunjukkan bahwa penurunan nilai arus depinning (Jd) dipengaruhi oleh peningkatan lebar wire yang sesuai dengan fenomena yang terjadi pada kasus induksi medan magnet. Pada ukuran notch 40 nm, nilai Jd menurun secara drastis namun berfluktuasi sebanding dengan peningkatan ukuran notch. Diketahui juga bahwa lebar wire tidak berpengaruh terhadap waktu depinning untuk ukuran notch kurang dari 70 nm. Secara umum, proses depinning pada DW diikuti oleh perubahan struktur dari transverse wall menjadi anti-vortex wall. Berdasarkan hasil simulasi diketahui bahwa efek konstanta non-adiabatik tidak signifikan pada ukuran notch kurang dari 70 nm. Namun pada ukuran yang lebih besar terjadi fluktuasi pada karakteristik depinning DW. Hasil yang menarik diamati pada β = 0.04 yaitu ukuran notch tidak mempengaruhi waktu depinning DW. Hal ini dapat dipahami bahwa perubahan struktur DW berperan penting terhadap karakteristik depinning DW. ......We have investigated the magnetic domain wall (DW) dynamics in symmetrical notched Permalloy nanowires induced by nanosecond current pulse using micromagnetic approach. The public micromagnetic software OOMMF has been utilized to simulate the domain wall behavior based on modified Landau- Lifshitz-Gilbert (LLG) Equation. The spin transfer term was added to the LLG equation by introduced the spin drift velocity (u) and non-adiabatic constant (β) values. The constriction in the Permalloy nanowires was shaped as double symmetrical triangular notch and used as the DW pinning potential. We have observed the effect of wire width, notch size, and non-adiabatic constant to the DW depinning behavior around the center of notch. We observed that the increasing of wire width was influenced to the decreasing of depinning current density (Jd) as in the field driven case. At notch size of 40 nm, the Jd value was sharply decreased and yield slight fluctuation as the increasing of notch size. It also known that wire width was not much affect the DW depinning time for notch size smaller than 70 nm. Generally the DW depinning process was accompanied by the structure transition from transverse wall to anti-vortex wall. We observed that in the notch size smaller than 70 nm the effect of non-adiabatic constant was not significant, but at the larger notch size recorded a huge fluctuation of DW characteristics. The interesting result was founded at β = 0.04 which the depinning time was not affected by the increasing of notch size. It was understood that the DW inner structure stabilities play the role for the insensitivity of DW depinning behavior.

Abstrak :
Dalam bahan feromagnetik terdapat daerah-daerah yang memiliki magnetisasi dalam keadaaan saturasi, yang disebut magnetic domain. Diantara dua buah domain yang berbeda terdapat suatu daerah transisi, yang disebut Domain wall. Domain wall terbentuk akibat adanya interaksi momen magnet yang bersebelahan melalui interaksi exchange dan interaksi demagnetisasi. Ketika domain wall mendapat pengaruh arus listrik, domain wall akan mengalami dinamika yang merupakan akibat munculnya efek spin transfer torque dan dapat menyebabkan perubahan struktur pada domain wall. Kecepatan dinamika domain wall akan bertambah hingga mencapai arus kritis, dimana kecepatan akan berkurang dan seringkali disertai dengan perubahan struktur pada domain wall. Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan simulasi mikromagnetik, yang diselesaikan dengan menggunakan persamaan Landau-Lifshitz-Gilbert (LLG). ......In the ferromagnetic materials, there are regions contain the saturation magnetization, called magnetic domains. Between two different domains there is a transition region, called Domain wall. Domain wall is formed by the interaction of the magnetic moment through exchange interaction and demagnetization interaction.When a domain wall is under applied electric current, the domain wall dynamics will occur as the effect of spin transfer torque and it can cause structural changes in the domain wall. The dynamics of the domain wall velocity will increase until it reaches the critical current, where the speed will be reduced and often accompanied by structural changes in the domain wall. This study is performed using micromagnetic simulation, which is solved using the Landau-Lifshitz-Gilbert (LLG) equation.

Abstrak :
Pada penelitian ini telah dilakukan pengamatan dinamika domain-wall pada material feromagnet berbasis Co CoFe, CoFeB dan Fe FePt, FePd dalam bentuk nanowire. Analisis dilakukan dengan menggunakan simulasi mikromagnetik berdasarkan persamaan Landau-Lifshitz Gilbert LLG yang dimodifikasi menggunakan perangkat lunak mikromagnetik OOMMF Object Oriented Micromagnetic Framework Donahue and Porter, 1999. Ukuran dan geometri dari nanowire mempunyai panjang 2000 nm, dengan variasi lebar 50 nm, 100 nm, 150 nm dengan tebal 2,5 nm dan 5 nm. Faktor damping 0,05 dan ukuran sel 5 x 5 x t nm3 dengan t adalah ketebalan nanowire. Simulasi dinamika domain-wall ini menggunakan pulsa medan magnet aktif dengan durasi 0,5 ns serta variasi pemberain medan magnet luar menyatakan amplitudo pulsa. Hasil simulasi memperlihatkan kecepatan domain-wall meningkat dengan bertambahnya medan magnet luar sampai medan magnet luar maksimum atau yang dikenal dengan medan Walker Breakdown WB . Kemudian, kecepatan domain-wall akan menurun drastis. Menariknya, kondisi sebelum medan WB menunjukan struktur transverse-wall sedangkan struktur vortex/antivortex-wall muncul setalah medan WB. Jika pemberian variasi tebal dan lebar pada geometri nanowire semakin besar maka hasil menunjukkan bahwa medan WB akan semakin menurun. Hasil pengamatan juga melibatkan energi demagnetisasi yang meningkat dengan bertambahnya medan magnet luar sebelum medan WB dan energi exchange yang meningkat ketika struktur vortex/antivortex-wall muncul setelah medan WB.

---

In this study we have observed the propagation of domain wall in Co based ferromagnetic materials CoFe, CoFeB and Fe FePt, FePd in the form of nanowire. The analysis was performed using a micromagnetic simulation based on the Landau Lifshitz Gilbert LLG equation modified using the OOMMF Object Oriented Micromagnetic Framework micromagnetic software Donahue and Porter, 1999. The size and geometry of nanowire has a length of 2000 nm, with variations in width 50 nm, 100 nm, 150 nm with 2.5 nm and 5 nm thickness. Damping factor 0.05 and cell size 5 x 5 x t nm3 with t is nanowire thickness. This domain wall dynamics simulation uses active magnetic field pulses with a duration of 0.5 ns and an external magnetic field variation represents pulse amplitudes. The simulation results show that the domain wall velocity increases with the increase of the external magnetic field to the maximum outer magnetic field known as the Walker Breakdown WB field. Then, the domain wall speed will decrease dramatically. Interestingly, the condition before the WB field shows the transverse wall structure whereas the vortex antivortex wall structure appears after the WB field. If the variation of thickness and width in nanowire geometry is greater then the result indicates that the WB field will decrease further. The observations also involve increased demagnetization energy by increasing the external magnetic field before the WB field and increasing energy exchange when the vortex antivortex wall structure appears after the WB field.