Kajian Simulasi Mikromagnetik: Ketergantungan Medan Koersif dengan Besaran Intrinsik Nano-Dot Magnetik dengan Anisotropi Tegak Lurus

Abstract

IntisariKajian simulasi mikromagnetik magnetisasi reversal pada nano-dot magnetik dengan anisotropi tegak lurus telah dilakukan dengan menyelesaikan persamaan Landau-Lifshitz-Gilbert. Model yang disimulasikan nano-dot bahan magnetik pada unit sel Heat Assisted Magnetic Recording (HAMR) dengan dimensi 50 nm × 50 nm × 20 nm, 4πMS = 2500 gauss, TC = 373 K dan konstanta anisotropi K ⊥ = 5.10 5 erg/cm 3 . Simulasi ini dilakukan untuk mengetahui faktor-faktor fisis yang berpengaruh pada koersifitas dari pengamatan proses magnetisasi reversal. Hasil simulasi menunjukkan medan koersif meningkat sebesar 18% dengan penurunan redaman Gilbert dari α = 1 hingga α = 0,3. Akhirnya, peningkatan medan koesif juga teramati sebesar 32,7% dengan penurunan konstanta exchange stiffness dari A = 1.10 −6 erg/cm hingga A = 1.10 −7 erg/cm. ABSTRACTMicromagnetic magnetization reversal simulation study of magnetic nano-dot with perpendicular anisotropy has been performed by solving the Landau-Lifshiz-Gilbert equation. A model simulated is magnetic nano-dot materials as considering Heat Assisted Magnetic Recording (HAMR) cell units with dimensions of 50 nm × 50 nm × 20 nm, 4πMS = 2500 gauss, TC = 373 K and anisotropy constant K ⊥ = 5.10 5 erg/cm 3 . The simulation was conducted to determine physical factors that affect to coercive field. Simulation results show the coercive field increased by 18% with decreased Gilbert damping constant from α = 1 to α = 0.3. Finally, the increased of coercive field also observed by 32.7% with decreased exchange stiffness constant from A = 1.10 −6 erg/cm to A = 1.10 −7 erg/cm.KATA KUNCI: micromagnetic simulation, hysteresis curve, coercive field, HAMR I. PENDAHULUANKetersediaan bahan magnet dengan anisotropi magnetik tinggi, telah membuka peluang pemanfaatan yang semakin luas di industri teknologi informasi. Tidak hanya sebagai bahan dasar magnet permanen saja, karakteristik bahan yang stabil dengan panas telah membuka peluang pemanfaatan secara luas sebagai unit storage sel memori pada teknologi perekaman, yakni bahan magnet ini dapat diaplikasikan sebagai media perekaman. Artinya, bahan magnet dengan anisotropi tinggi ini tidak akan kehilangan karakter magnet ketika dipattern hingga orde nm akibat efek panas. Terlebih penemuan bahan magnet dengan anisotropi tegak lurus yang secara teori tidak ada pembatasan rasio dimensi sel dalam mem-pattern. Sedangkan teknologi HAMR diyakini sebagai salah satu metode read-write masa depan yang menggantikan teknologi media perekaman saat ini guna menghadirkan kera- * E-MAIL: bpurnama@gmail.com patan penyimpanan data hingga mencapai 10 Tbit/inch 2 [1, 2].Secara eksperimen, telah banyak dilaporkan berbagai metode untuk meningkatkan anisotropi yang terungkap dari besarnya nilai medan koersif ketika proses magnetisasi reversal. Namun demikian, peningkatan medan koersif belum diketahui secara pasti mekanisme. Secara umum, dua parameter fisika yang dianggap sebagai penyebab peningkatan nilai medan koersif domain wall pinning akibat ketidaksempurnaan struktur kristal penyusun la...

Damping Dependence of Reversal Magnetic Field on Co-based Nano-Ferromagnetic with Thermal Activation

“…Each cell represents a single direction of magnetization. A thickness of 20 nm is chosen in reference to many studies that have used this dimension to do micromagnetic simulation [8,10,14,16]. The simulation is performed using modified micromagnetic simulator by applying thermal aspect.…”

“…Several studies have researched about the use of HAMR technology. Budi (2013) found that Gilbert damping affects coercivity field [8]. Coercivity field is the required field to reverse the magnetic moments [3].…”

“…The higher the Gilbert damping, the easier magnetic moments will reverse. Therefore, Gilbert damping affects the magnetization rate [8,9]. Moreover, Gilbert damping also affects the energy barrier and the reversal field [10].…”

“…Moreover, Gilbert damping also affects the energy barrier and the reversal field [10]. The decreasing of Gilbert damping causes coercivity field to increase [8]. Moreover, Gilbert damping effectiveness can be changed by modifying the material's concentration, changing the film thickness, and annealing [11,12].…”

Analisis Diameter Kritis Dan Suhu Curie Bahan Parmalloy Fecob Berbentuk Bola-Nano Serta Pengaruh Temperatur (Heat Assisted) Dengan Menggunakan Program Simulasi Mikromagnetik Nmag Dan Vampire

“…TMR merupakan efek yang terjadi akibat adanya arus tunneling pada lapisan isolator yang dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain ketebalan, tegangan dan suhu pada lapisan isolator [4,5,6] Kelebihan lain dari FeCoB adalah memiliki nilai anisotropi tinggi yang dapat diperkecil hingga ukuran nano tanpa kehilangan sifat magnet akibat efek suhu, sehingga memang layak digunakan sebagai bahan perekaman magnetis berkapasitas ultra tinggi [7]. Mekanisme penulisan data menggunakan pulsa laser dengan daya tinggi yang dikenakan pada storage cell memory hingga mendekati suhu Curie yang dinamakan Heat Assisted Magnetic Recording (HAMR) [7,8,9].…”