Perpustakaan Digital ITB

Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji konduktivitas Hall orbital (OHC) pada sistem film tipis Fe/MgO melalui pendekatan first-principles dalam kerangka density functional theory (DFT) menggunakan implementasi fully linearized augmented plane wave (FLAPW). Kajian dilakukan untuk berbagai variasi ketebalan lapisan logam magnetik Fe dan substrat non-magnetik MgO serta dengan mempertimbangkan pengaruh spin-orbit coupling terhadap nilai konduktivitas Hall yang ditinjau. Perhitungan konduktivitas Hall dilakukan dengan memanfaatkan formulasi Kubo. Hasil benchmarking terhadap nilai anomalous Hall conductivity (AHC) pada bulk Fe menunjukkan kesesuaian yang baik antara hasil yang diperoleh pada penelitian ini dengan hasil eksperimen serta perhitungan sebelumnya dalam literatur, mengindikasikan validitas metode yang digunakan. Dalam kajian ini, ditunjukkan bahwa penambahan lapisan Fe cenderung memperbesar nilai AHC dan spin Hall conductivity (SHC). Adapun untuk OHC, belum terlihat pola yang jelas sampai batas ketebalan film yang ditinjau. Di sisi lain, penambahan lapisan substrat MgO cenderung mengurangi besarnya nilai konduktivitas Hall. Analisis menunjukkan bahwa OHC tetap signifikan meskipun tanpa adanya SOC, mendukung pandangan bahwa orbital Hall effect (OHE) dapat muncul bahkan pada logam ringan dengan SOC yang lemah. Untuk memahami asal-usul nilai OHC, projected density of states (PDOS) dianalisis untuk menentukan karakter orbital, khususnya pada struktur pita di daerah sekitar energi Fermi. Selain itu, struktur pita energi dan Berry curvature dipetakan pada jalur-jalur khusus untuk mengidentifikasi kontribusi pita pada OHC. Sekalipun pita energi berada pada daerah yang jauh di bawah level Fermi turut berperan pada nilai konduktivitas yang dihitung, kontribusi terbesar tetap berasal dari pita-pita energi yang berada di sekitar energi Fermi, yang didominasi oleh karakter lapisan Fe.