KAJIAN DENSITY FUNCTIONAL THEORY (DFT) PADA STRUKTUR ELEKTRONIK ABO3 (A=Sr,Bi, B=Ru,Ti,Al )

SITI AMALIA , Dr. Arief Hermanto, SU., M.Sc.; Dr. Moh. Adhib Ulil Absor, M.Sc.

2018 | Skripsi | S1 FISIKA

Spin Field Effect Transistor (SFET) merupakan salah satu jenis perangkat spintronik yang diharapkan dapat direalisasikan dari gabungan material �¢ï¿½ï¿½ material non �¢ï¿½ï¿½ magnetik. Kunci utama dari SFET yaitu mengontrol presesi arus elektron yang melewati kisi konduksi. Presesi elektron dapat dikontrol oleh medan efektif yang dihasilkan oleh gerbang potensial yang dimiliki SFET melalui mekanisme interaksi spin-orbit anisotropik. Dengan demikian, SFET membutuhkan material dengan mobilitas dan konduktivitas yang tinggi serta mampu menghasilkan interaksi spin anisotropik agar dapat digunakan sebagai kisi konduksi pada SFET. Sistem interfasial yang di dalamnya menggunakan material perovskite SrTiO3, SrRuO3 dan BiAlO3 secara eksperimen telah terbukti menghasilkan interaksi spin-orbit anisotropik. Oleh karena itu, penelitian ini mengkaji mengenai struktur elektronik ketiga material tersebut dengan menggunakan pendekatan Density Functional Theory (DFT) untuk mengkonfirmasi data eksperimen. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pada ketiga material ditemukan dua struktur stabil, yaitu struktur kubik dan tetragonal, yang dikonfirmasi melalui perhitungan kestabilan struktur (parameter kisi kristal) dan kestabilan energi. Lebih lanjut, perhitungan struktur elektronik (struktur pita energi dan rapat keadaan) menunjukkan sifat anisotropik dalam pemecahan spin yang muncul pada zona Brillouin pertama. Akhirnya, beberapa parameter penting untuk spintronics seperti energi pemecahan spin dan polarisasi spin telah berhasil diperoleh.

Spin Field Effect Transistor (SFET) is a kind of spintronics device which expected to be realized by the combination of non - magnetic materials. The main key of SFET is the manipulation of the electronic spin precession of the currents passing through the conduction channel. This precession is able to be controlled under the external effective field generated by a potential gate of SFET throughout the anisotropic spin-orbit mechanism. Thus, SFET device demands materials with a high mobility and conductivity properties, nonetheless having the ability to produce anisotropic spin interaction in order to be applied as a conduction lattice in SFET. Interfacial systems which containing perovskite SrTiO3, SrRuO3, and BiAlO3 have been experimentally proven to produce anisotropic spin-orbit interactions. Therefore, this study is aimed to investigate the electronic of perovskite materials by using Density Functional Theory (DFT) approximation to confirm the experimental data. We find two stable structures, i.e., cubic and tetragonal structures in each material, which is confirmed by structural (lattice crystal parameter) and energetic stability calculations. Moreover, our electronic structures calculations (band structures and density of states) confirmed that anisotropy properties of the spin splitting appear in the selected first Brillouin zone path. Finally, several parameters which are important for spintronics such as spin splitting energy and spin polarization are extracted.

Kata Kunci : spintronik, interaksi spin-orbit, koefisien rashba, anisotropik / Rashba effect, electronic structure, spin-orbit interaction, perovskite