EFEK STRAIN TERHADAP MAGNETOCRYSTALLINE ANISOTROPY PADA MATERIAL DUA DIMENSI (MONOLAYER) H-FeX2 (X= Se, Te) DENGAN PENDEKATAN DENSITY FUNCTIONAL THEORY

AFRIONI ROMA RIO, Dr.Sc. Moh. Adhib Ulil Absor, M. Sc.; Dr. Eng. Fahrudin Nugroho, M. Si.

2018 | Tesis | MAGISTER FISIKA

Belakangan ini, material dua dimensi (2D) telah menarik perhatian dikarenakan potensinya dalam penerapan perangkat spintronic. Khususnya pada material 2D transition metal dichalcogenides (TMDs), yang telah diprediksi mampu memodifikasi magnetocrystalline anisotropy (MCA) dengan menggunakan medan listrik eksternal. Dalam penelitian ini, menggunakan perhitungan berbasis density functional theory untuk menganalisa sifat kemagnetan dari monolayer H-FeX2 (X=Se, Te) sebagai anggota dari material 2D TMDs. Diperoleh nilai MCA dari sistem monolayer H-FeSe2 dan H-FeTe2 secara berurutan adalah -3.46 erg/cm2 dan -7.95 erg/cm2, yang sudah sesuai dengan perhitungan sebelumnya. Selanjutnya sistem diberikan perlakuan biaxial strain untuk mencoba mengendalikan MCA. Diperoleh ternyata nilai dan arah MCA sangat sensitif saat diberikan perlakuan strain. Hal ini menunjukkan bahwa strain dapat membalikkan konfigurasi momen magnetik dari arah sejajar terhadap bidang menjadi tegak lurus terhadap bidang. Sehingga dapat disimpulkan bahwa strain memiliki peranan yang penting untuk pengendalian konfigurasi magnetik spin, yang berguna dalam pembalikan momen magnet untuk perangkat spintronic.

Recently, two-dimensional (2D) materials have attracted much attention due to its potential application in spintronic devices. In particularly, 2D transition metal dichalcogenides (TMDs) has been predicted to show sizeable magnetocrystalline anisotropy (MCA), which is controllable under the influence of external electric field. In this study, we report density-functional theory calculations of the magnetic properties of monolayer H-FeX2 (X=Se, Te) as a new member of the 2D TMDs materials. We find that the calculated values of the MCA of H-FeSe2 and H-FeTe2 are -3.46 erg/cm2 and -7.95 erg/cm2, respectively, which are in good agreement with previous calculation. We then introduce biaxial strain to modulate the MCA. We find that strain sensitively controlled the sign and magnitude of the MCA. This indicates that strain can switch the magnetic moment configuration from the in-plane to out-of-plane directions. These results suggest that strain plays an important role to modulate spin magnetic configuration, which is important for switching spintronics devices.

Kata Kunci : Material 2D, Transition Metal Dichalcogenides (TMDs), Magnetocrystalline anisotropy (MCA), Density Functional Theory (DFT)