Perhitungan Struktur Elektronik dan Magnetik Anisotropi Fe3O4 dan FeO untuk Aplikasi Biosensor Magnetik: Pendekatan Density Functional Theory
Salah satu jenis sensor yang digunakan untuk biosensor adalah sensor magnetik. Sensor magnetik bekerja berdasarkan induksi medan magnet eksternal. Sumber medan magnet eksternal yang dapat digunakan adalah Fe3O4 dan FeO. Untuk meningkatkan stabilitasnya, Fe3O4 dan FeO ditambahkan lapisan polimer PEG diatas permukaan. Pada penelitian ini telah dilakukan perhitungan first principle menggunakan metode density functional theory (DFT) yang diimplementasikan dalam kode Car-Parrinello Vanderbilt Oda (CPVO) untuk menghitung struktur elektronik dan magnetik anisotropi Fe3O4 dan FeO. Magnetocrystalline anisotropy energy (MCAE) yang diperoleh dari spin-orbit coupling (SOC) yang berkaitan dengan struktur elektronik. Penelitian ini mengevaluasi struktur stabil dari energi total yang dioptimalkan. Kemudian kontribusi MAE dihitung dengan mempertimbangkan nilai MCAE yang berasal dari SOC. Fe3O4 memiliki struktur spinel terbalik dengan 56 atom [001] dan FeO [001] memiliki struktur kubik dengan 8 atom. Nilai momen magnetik dari material Fe3O4 pada atom Fe66tet sebesar 3,8887 μB dan pada atom Fe 1414oct sebesar 3,4150 μB, dan atom O2 sebesar 0,4434 μB yang menunjukkan sifat feromagnetik. Pada material FeO nilai momen magnetik atom Fe1 dan Fe4 sebesar 3,4045 μB dan Fe2 dan Fe3 sebesar -3,4045 μB yang menunjukkan sifat antiferomagnetik. Setelah pelapisan polyethylene glyco (PEG), nilai momen magnetik mengalami perubahan namun tidak terlalu signifikan, selanjutnya nilai momen magnetik mengalami perubahan setelah ditambahkan lapisan PEG. Nilai MCAE untuk material Fe3O4 dan FeO dengan nilai negatif yang menunjukkan bahwa material Fe3O4 dan FeO lebih cenderung stabil pada sumbu
URI
https://repo.itera.ac.id/depan/submission/SB2401240046
Keyword
Fe3O4, FeO, density functional theory (DFT), magne