ANALISA PERGESERAN MAGNETIC DOMAIN WALL PADA LAPISAN TIPIS FREE LAYER CoFeB UNTUK SISTEM SPIN-VALVE TUNNELING MAGNETO RESISTANCE (TMR)

GALIH SETYAWAN, Dr. Edi Suharyadi.

2013 | Tesis | S2 Ilmu Fisika

Telah dilakukan analisa pergeseran magnetic domain wall pada lapisan tipis CoFeB. Analisa pergeseran magnetic domain wall dilakukan dengan menggunakan software Object Oriented Micromagnetic Framework (OOMMF) berdasarkan persamaan Landau-Lifshitz Gilbert (LLG). Secara umum tujuan dari penelitian ini adalah memberikan variasi ukuran dan ketebalan bahan CoFeB untuk mengetahui histerisis loop, medan koersifitas, energi sistem ferromagnetik (energi total, energi exchange dan energi demagnetisasi) dan analisa SFD. Variasi ukuran CoFeB yang digunakan adalah sebesar 120×100 nm2, 140×100 nm2 dan 160×100 nm2 dengan ketebalan tetap sebesar 2 nm. Variasi ketebalan yang digunakan adalah sebesar 1, 2 dan 4 nm dengan ukuran tetap sebesar 120×100 nm2.Simulasi awal dilakukan dengan cara memberikan medan luar pada arah +x sebesar 300 Oe yang terdiri dari 150 step. Hasil simulasi menunjukkan bahwa pada variasi ukuran dengan medan maksimal luar 300 Oe untuk ukuran 120×100 nm2, 140×100 nm2 dan 160×100 nm2 mempunyai magnetisasi sebesar 0,983; 0,985 dan 0,988. Pada variasi ketebalan, CoFeB dengan ketebalan 1 nm mengalami magnetisasi yang begitu cepat dibandingkan dengan ketebalan lain. Nilai magnetisasi untuk ketebalan 1, 2 dan 4 nm pada medan maksimal 300 Oe masing-masing adalah sebesar 0,999; 0,983 dan 0.932. Beberapa analisa yang dilakukan pada simulasi ini adalah mengenai energi sistem ferromagnetik (energi total, energi exchange dan energi demagnetisasi). Analisa lainnya adalah mengenai histeresis loop dan switching field distribution (SFD). Analisa SFD memberikan informasi mengenai medan koersifitas dan medan switching field. Nilai medan switching field untuk variasi ukuran 120×100 nm2, 140×100 nm2 dan 160×100 nm2 adalah 798 Oe, 920 Oe dan 652 Oe. Untuk variasi ketebalan 1, 2 dan 4 nilai medan switching field adalah 192 Oe, 798 Oe dan 1182 Oe.

The Analysis of propagation of magnetic domain wall in a free layer CoFeB thin film have been investigated. The analysis has been done by using micromagnetic simulation software Object Oriented Micromagnetic Framework (OOMMF) based on Landau-Lifshitz Gilbert (LLG). The main purpose of this study is to observe of hysteresis loop, coercivity field, energy ferromagnetic (total energy, exchange energy, demagnetization energy) and Swithing Field Distribution (SFD) analysis with various dimention (size) and thickness of free layer CoFeB thin films. This study have been done with variation size of 120×100 nm2, 140×100 nm2 and 160×100 nm 2. Variation of thickness is 1, 2 and 4 nm. Simulation have been done by applying external magnetic field of 300 Oe in the x direction with 150 steps. The result of size variation simulation for 120×100 nm2, 140×100 nm2 and 160×100 nm 2 with maximum external field 300 Oe have a magnetization of 0.983, 0.985 and 0.988, respectively. At the thickness variation, CoFeB with 1 nm have fast magnetization than others. Magnetization value for variation thickness of 1, 2 and 4 nm at maximum external field of 300 Oe are 0.999, 0.983 and 0.932, respectevely. Several investigations such as energy ferromagnetic system (total energy, exchange energy, demagnetization energy) and switching field distribution (SFD) have been also investigated. Switching field value for variation size of 120×100 nm2, 140×100 nm2 and 160×100 nm 2 are 798 Oe, 920 Oe and 652 Oe, respectively. Switching field value for variation thickness of 1,2 and 4 nm are 192 Oe, 798 Oe and 1182 Oe, respectively.

Kata Kunci : Pergeseran magnetic domain wall, Tunneling Magneto Resistance (TMR), simulasi mikromagnetik