Perpustakaan Digital ITB
Anomalous Hall conductivity (AHC) umumnya diasosiasikan dengan sistem
feromagnetik yang memiliki magnetisasi remanen besar sehingga efek Hall dapat
muncul walaupun tanpa pemberian medan magnetik eksternal. Namun, pemahaman
AHC berbasis kurvatur Berry pada material topological semimetal (TSM)
menunjukkan bahwa sistem antiferomagnetik (AFM) juga dapat memiliki nilai
AHC yang signifikan walaupun hampir tidak memiliki magnetisasi remanen.
Fenomena ini diamati pada material TSM AFM non-collinear Mn3Sn dan TSM
AFM collinear GdPtBi. Secara khusus, keberadaan AHC pada material Mn3Sn
telah diamati secara eksperimen dengan nilai yang berkorelasi terhadap perubahan
struktur magnetiknya. Namun, berbagai studi terkait struktur magnetik Mn3Sn
masih menunjukkan hasil yang beragam dalam hal kestabilan konfigurasi magnetik,
sehingga diperlukan kajian sistematik untuk memperoleh validasi terhadap
konfigurasi yang telah dilaporkan. Di sisi lain, fenomena perubahan AHC pada
variasi struktur magnetik GdPtBi belum pernah dilaporkan. Hal tersebut menjadi
dasar motivasi dalam penelitian ini untuk mempelajari struktur magnetik Mn3Sn
dan GdPtBi serta kemungkinan kontrol AHC pada GdPtBi melalui variasi struktur
magnetik AFM.
Dalam studi ini, struktur magnetik dipelajari menggunakan pendekatan nilai medan
magnetik internal yang dibandingkan dengan hasil eksperimen muon spin
relaxation (????SR) dari literatur. Nilai medan magnetik internal dihitung secara
numerik berbasis pendekatan medan magnetik dipolar pada posisi henti muon yang
diestimasi sebelumnya dengan density functional theory (DFT). Pada Mn3Sn, posisi
henti muon diperoleh pada posisi di antara dua konfigurasi segitiga atom Sn. Pada
posisi tersebut medan magnetik internal dihitung dalam dua model struktur inverse
triangular yaitu pada struktur dengan space group magnetik Pc’mm’ (AFM-1) dan
Pcm’m’ (AFM-2) serta masing-masing variasinya terhadap sudut luar bidang (????)
untuk menggambarkan struktur commensurate (???? = 90?
) dan incommensurate
(???? ? 90?
). Hasil perhitungan medan magnetik internal kedua struktur membentuk
pola sinusoidal dengan rentang ekstremum 0,46 T untuk struktur AFM-1 dan 2,7 T
untuk AFM-2. Hasil tersebut akan dibandingkan dengan hasil eksperimen dari
sampel polikristal.
Pada material GdPtBi, penentuan posisi henti muon menunjukkan keberadaan dua
kemungkinan posisi dengan konfigurasi oktahedral pada subkisi kosong dari kisi
Bravais FCC. Dari kedua kemungkinan posisi, salah satunya memiliki medan magnetik internal yang sesuai dengan literatur. Kecocokan tersebut berada pada
konfigurasi AFM dengan momen magnetik Gd berorientasi dengan sudut bidang
(????) 30?
. Hasil ini konsisten dengan data difraksi neutron yang telah dilaporkan,
sehingga memvalidasi AFM dengan ???? = 30?
sebagai keadaan dasar GdPtBi.
Selanjutnya, efek perubahan struktur magnetik GdPtBi terhadap nilai AHC
dipelajari menggunakan analisis struktur pita elektronik berbasis DFT dan formula
Kubo berbasis interpolasi Wannier. Analisis struktur pita memperlihatkan adanya
persilangan tiga pita di sekitar energi Fermi yang mengindikasikan material ini
sebagai triple-point semimetal (TPSM). Variasi orientasi momen AFM dari ???? =
0
?
, 15?
, 30? memodifikasi kekuatan spin–orbit coupling (SOC) yang menggeser
energi titik triple secara signifikan dari keadaan tak terhuni menuju ke keadaan
terhuni. Perhitungan AHC dengan formula Kubo menunjukkan bahwa hal ini
berimplikasi langsung pada perubahan transpor AHC dengan perbedaan nilai
mencapai 75,06 ??¹cm?¹. Hasil tersebut menunjukkan struktur pita berperan
langsung terhadap AHC sehingga pengaturan struktur magnetik dapat digunakan
sebagai mekanisme untuk meningkatkan performa AHC.