PERHITUNGAN MAGNETIK ANISOTROPI PADA MONOLAYER FEROMAGNETIK Fe, Co, DAN Ni MENGGUNAKAN DENSITY FUNCTIONAL THEORY
Perhitungan Magnetik Anisotropi Pada Monolayer Feromagnetik Fe, Co, dan Ni menggunakan Density Functional Theory
Rofa P Sitanggang (118110031)
Pembimbing: Indra Pardede, Ph.D
ABSTRAK
Kemajuan teknologi informasi dan penyimpanan data telah memunculkan teknologi spintronik yang menjanjikan untuk meningkatkan kecepatan dan efisiensi penyimpanan. magnetoresistive random access memory (MRAM) adalah salah satu aplikasi spintronik yang memanfaatkan anisotropi magnetik untuk meningkatkan kinerja memori. Penelitian ini menyelidiki anisotropi magnetik pada besi monolayer (Fe), kobalt (Co), dan nikel (Ni) menggunakan density functional theory (DFT), dengan fokus pada perhitungan magnetic anisotropy energy (MAE) dan penentuan orientasi momen magnetik yang stabil. Perhitungan struktur elektronik berbasis DFT dilakukan menggunakan Quantum ESPRESSO. Parameter kisi disesuaikan dengan struktur kristal yang sesuai: body-centered cubic (BCC) untuk Fe, hexagonal closed packing (hcp) untuk Co, dan face-centered cubic (FCC) untuk Ni. Struktur tetragonal juga dipertimbangkan untuk Ni guna mengevaluasi dampak perubahan struktural pada anisotropi magnetik. Hasil perhitungan MAE menggunakan pendekatan Generalized Gradient Approximation (GGA) menunjukkan bahwa untuk Fe, nilai MAE adalah 0,00088 eV/atom, menunjukkan stabilitas momen magnetik yang lebih besar pada arah [001] (perpendicular) dibandingkan dengan arah [100] (in-plane). Untuk Co, nilai MAE adalah 0,00003 eV/atom, yang juga menunjukkan stabilitas sedikit lebih besar pada arah [001], meskipun anisotropi sangat kecil. Sebaliknya, untuk Ni, nilai MAE adalah -0,0021 eV/atom, yang menunjukkan bahwa arah [100] (in-plane) lebih stabil dibandingkan dengan arah [001] (perpendicular). Perubahan struktur dari FCC ke tetragonal pada Ni mempengaruhi MAE, tetapi meskipun nilai MAE berubah, arah [100] tetap menjadi preferensi utama untuk stabilitas momen magnetik. Studi ini memberikan wawasan penting tentang variasi anisotropi magnetik di antara bahan feromagnetik dan bagaimana struktur kristal mempengaruhi stabilitas momen magnetik, dengan implikasi signifikan bagi aplikasi spintronik dan kemajuan teknologi penyimpanan data.
Kata Kunci : Bahan Feromagnetik, DFT, MAE, MRAM , Spintronics.
URI
https://repo.itera.ac.id/depan/submission/SB2409170018
Keyword
Bahan Feromagnetik DFT MAE MRAM Spintronics