Skema Penulisan dengan Pulsa Ganda (Skema Double Pulse Writing)

BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

D. Skema Penulisan dengan Pulsa Ganda (Skema Double Pulse Writing)

Gambar 4.14. Skema Double Pulse Writing yang terdiri dari pulsa medan penulisan (H_w) dan pulsa pemanasan (T_w) yang dihitung untuk K_^ = 3×10⁵ erg/cc, 4πM_S= 2.1 kG dengan suhu pemansana T_w = 372.3 K

Pada bagian keempat ini, mode magnetisasi reversal dengan skema skema penulisan informasi dengan menggunakan pulsa ganda atau Double Pulse Writing dievaluasi dengan memperhitungkan pengaruh panas terhadap konfigurasi magnetisasi awal dan fluktuasi medan effektif Heff. Skema ini ditunjukkan pada Gambar 4.14. Sedangkan Gambar 4.15 menunjukkan mekanisme magnetisasi reversal pada skema Double Pulse Writing.

0 1 2 3 4 5

0 100 200 300 400

300 320 340 360 380

t (ns)

H_w T_w

H (Oe) T (K)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

56

Gambar 4.15. Proses magnetisasi reversal yang dihitung untuk K^= 3×10⁵ erg/cc, 4πM_S= 2.1 kG dengan suhu pemansana T_w = 372.3 K.

Terlihat dari Gambar 4.15 bahwa selama t < 1 ns, orientasi magnetisasi masih sama dengan kondisi awal yaitu dalam arah negatif walaupun dikenakan Hw

dalam arah positif Namun setelah diberi panas (t > 1 ns), orientasi magnetisasi berubah secara drastis dan menjadi acak saat dikenakan panas mendekati suhu curie. Hal ini ditunjukkan dengan Measy/Msat yang fluktuatif disekitar nilai 0 (disebut dengan randomly magnetized state).Setelah 3 ns, suhu diturunkan hingga suhu ruangan.Selama pendinginan ini, orientasi magnetisasi secara berangsur-angsur berubah kearah H_w (disebut dengan reversal state). Pada keadaan inlahi proses baca-tulis informasi berlangsung, dan kemudian informasi disimpan pada suhu ruang.

0 1 2 3 4 5

-1 -0.5 0 0.5

Measy/Msat

t (ns)

commit to user

Gambar 4.16. Visulaisasi mikromagnetik dari skema Double Pulse Writing yang dihitung untuk K_^ = 3×10⁵ erg/cc, 4πM_S= 2.1 kG dan suhu pe-manasan T_w = 372.3 K.

(a) Sebelum pemanasan, t < 2 ns, (b) sela- ma pemanasan, 2 < t < 3 ns dan (c) setelah pemanasan/pendinginan, t > 3 ns. Magnetisasi searah Hw ditunjukkan dengan warna putih dan warna hitam menunjukkan magnetisasi dala arah sebaliknya.

Mekanisme magnetisasi reversal ini juga teramati melalui visualisasi mikromagnetik pada Gambar 4.16, dengan warna putih menunjukkan magnetisasi searah Hw dan warna hitam menunjukkan magnetisasi ke arah sebaliknya.

t = 0 ns t = 1.84 ns t = 1.95 ns

t = 2.00 ns t = 2.01 ns t = 2.9 ns

t = 3.1 ns t = 3.15 ns t = 3.3 ns

(a)

(b)

(c) (a)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

58

didominasi oleh pembentukan multidomain. Selama proses pemanasan, pada selang waktu antara 2-3 ns, efek panas menyebabkan orientasi domain dari unit sel berada dalam keadaan acak. Sedangkan pada proses pendinginannya, t > 3 ns, proses magnetisasi reversal dimulai dengan pembentukan domain wall, lalu diikuti dengan domain wall annihilation hingga terbentuk domain tunggal kearah H_w.

Gambar 4.17. Penurunan besarnya medan threshold H_th terhadap peningkatan ratio T_w terhadap suhu curie (T_w/T_c) dihitung untuk K_^= 3×10⁵ erg/cc dan 4πM_S = 2.1 kG.

Gambar 4.17 memperlihatkan pola penurunan medan threshold Hth

terhadap peningkatan ratio suhu penulisan T_w terhadap suhu currienya (T_w/T_c).

Saat Tw/Tc = 80%, dibutuhkan medan sebesar 2300 Oe untuk mensejajarkan orientasi magnetisasi terhadap Hw. Namun ketika ratio ini diperbesar hingga bernilai ≈ 99%, didapatkan bahwa H_th turun secara drastis hingga 250 Oe. Skema Double Pulse Writing ini terbukti effektif menurunkan Hth hingga 90 %

80 90 100

500 1000 1500 2000 2500

T

_w

/T

_c

(%)

H

th

( O e )

(

=2300 250 2300 100%- ´

)

. Salah satu hal yang bisa dikaitkan dengan

penurunan Hth terhadap panas adalah mekanisme penurunan energi barrier terhadap panas. Mekanisme penurunan energi barrier terhadap panas diilustrasikan pada Gambar 4.18.

(a) (b)

Gambar 4.18. Mekanisme fluktuasi ΔE akibat panas. (a) ΔE awal, (b) ΔE dibawah pengaruh panas.

Gambar 4.19. Ketidakbergantungan besarnya H_th terhadap lamanya pemanasan t_h yang dihitung untuk K_^= 3×10⁵ erg/cc ,4πM_S= 2.1 kG dan T_w = 372.3 K.

Meskipun skema berbantukan panas ini terbukti efektif untuk menurunkan Hth, namun demikian, besarnya Hth tidak bergantung pada lamanya pemanasan th

seperti terlihat pada Gambar 4.19. Teramati dari Gambar bahwa besarnya H_th 0 200 400 600 800

0 200 400 600 800 1000

Hth (Oe)

t_h (ps)

dibawah pengaruh panas

ΔE

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

60

tidak berubah secara signifikan terhadap peningkatan t_h dan cenderung stabil pada kisaran nilai 250 – 300 Oe. Ketidakbergantungan besarnya Hth terhadap lamanya pemanasan th ini menunjukkan bahwa lamanya pemanasan th tidak merubah kondisi randomly magnetized state akibat panas. Hasil ini memungkinkan untuk memendekkan waktu pemanasan th hingga orde femtosekon.

Gambar 4.20. Kebergantungan H_th terhadap waktu pendinginan t_w yang dihitung untuk K_^= 3×10⁵ erg/cc , 4πM_S = 2.1 kG dengan T_w = 372.3 K.

Untuk lebih memahami proses baca-tulis informasi didalam aplikasi hard disk, maka dilakukan evaluasi pola kebergantungan H_th terhadap waktu pendinginan tw. Teramati dari Gambar 4.20, bahwa besarnya Hth berkurang terhadap peningkata t_w dan akan menjadi konstan setelah 300 ps. Dan besarnya Hth berkurang hingga ≈ 45 %

(

⁼

(

^{550 300-}

)

^{´100% 550}

)

dari 550 Oe untuk tw = 0.019 ps hingga 300 Oe untuk tw = 300 ps. Medan ini menjadi stabil disekitar nilai 250 – 300 Oe setelah 300 ps. Hasil ini berkaitan dengan kecepatan transfer data HDD dalam orde Gb/s.

0 500 1000 1500 100

200 300 400 500 600 700

Hth (Oe)

t_w (ps)

commit to user

BAB V. KESIMPULAN

A. Kesimpulan

Dari hasil penelitian dengan menggunakan simulasi mikromagnetik berbasis persamaan Landau-Lifshift Gilbert dengan skema TAMR didapatkan bahwa :

1. Mode magnetisasi reversal pada suhu ruang dicirikan dengan adanya pembentukan domain wall dari samping-tengah, kemudian berekspansi hingga arah magnetisasi sejajar dengan medan pengimbas. Dari mode ini didapatkan bahwa H_swt meningkat terhadap kenaikan ΔE.

2. Pada mode magnetisasi dengan melibatkan pengaruh panas, fluktuasi Heff

akibat panas menyebabkan grafik ΔE memilki karakter tidak simetris dan berfluktuasi. Dan pada saat suhu mendekati Tc, fluktuasi Heff meniadakan keberadaan ΔE sehingga bahan kehilangan sifat kemagnetannya.

Pengaruh panas terhadap fluktuasi H_eff ini juga efektif menurunkan besarnya tR.

3. Pada mode magnetisasi dengan skema Curie Point Writing yang dihitung untuk Lex = 1.5 – 2.3 nm diperoleh pola osilasi perubahan Hth terhadap Lex

yang dapat dikorelasikan dengan pola osilasi Hth terhadap ΔE dengan periode osilasi sekitar 0.3 nm. Dari hasil ini didapatkan H_th minimum untuk material yang memiliki ΔE besar dengan tingkat kestabilan termal yang tinggi. Infromasi ini memberikan peluang guna merealisasikan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

62

MRAM dengan kerapatan tinggi namun hanya membutuhkan medan reversal yang cukup kecil (dalam orde ratusan Oersted) dalam proses baca dan tulisnya.

4. Mode magnetisasi dengan skema Double Pulse Writing dengan T_w = 372.3 K terbukti efektif menurunkan Hth hingga 90 %. Besarnya medan ini juga bergantung pada t_w dan menjadi konstan setelah 300 ps. Hasil ini berhubungan dengan kecepatan transfer data dalam orde Gb/s.

B. Saran

Untuk penelitian lebih lanjut, disarankan untuk :

1. Menggunakan variasi bilangan random yang lebih banyak guna mendapatkan hasil probabilitas yang lebih akurat.

2. Mengevaluasi keterkaitan antara medan pengimbas terhadap besarnya energi barrier.

3. Menambah variasi nilai K^ dan 4πMS guna mendapatkan database bahan ferromagnetik dalam aplikasi HDD dan memori.