max 0 H H Z Z 

## Demonstrasi Sensor Magneto-Impedansi Pada Kawat Kumparan
Multilayer [Ni 80 Fe 20 /Cu] N HasilElektro-Deposisi
Demonstration of Magneto-Impedance Sensor on Multilayer Coil [Ni 80 Fe 20 /Cu] N

## Result of Electro-Deposition
Ahmad Asrori Nahrun* ) , B. Anggit Wicaksono, Ismail, Nuryani, Budi Purnama Program Studi Ilmu Fisika Program Pascasarjana, Universitas Sebelas Maret, Surakarta
*) Email: asrori_nahrun@yahoo.com

## ABSTRACT
Demonstration performance magneto - impedance sensor on the coil wire multilayer [ Ni80Fe20 / Cu ] N electro - deposition results presented in this paper . At first multilayer [ Ni80Fe20 / Cu ] N deposited on  a  Cu  wire  into  a  coil  and  then  the  sample  is  modified  by  the  number  of  windings  2  and  4. The results of impedance measurements under the influence of the magnetic field shows that the magneto - impedance  ratio  increases  with  the  increase  in  the  number  of  windings.  Magneto - impedance  ratio changed from 15 % to 17.4% with a change in the number of windings of 2 to 4. The fact these results allegedly contributed their self-inductance value of this magnitude greater contribution to the increase in the number of windings.
Keywords: Magneto - impedance sensor, electro-deposition , multilayer coils [ Ni80Fe20 / Cu ] N

## PENDAHULUAN
Generasi  terakhir  sistem  deteksi  medan  magnet berbasis perubahan nilai impedansi akibat medan magnet  terpasang  dikenal  dengan  magneto- impedansi (Mishra et al , 2011). Magneto-impedansi dirumuskan
    % 100 % max max 0     H H H Z Z Z Z Z
Dengan                         adalah selisih inpedansi saat  medan  magnet  nol  dengan  medan  magnet maksimum.
Sedangkan sensitifitas sensor dinyatakan dengan
H Z Z H     max ] / [ 2 
Dengan  adalah  sensitifitas  sensor  dan komponen  pembilang  adalah  nisbah  magneto- impedansi. Fungsional  properti  ini  sangat  menarik perhatian para ilmuwan karena  sensor magneto- impedansi  mampu  mendeteksi  kawasan  medan sangat rendah (Fernandez et al , 2010).
Selebihnya,  sensor  ini  mudah  dimodifikasi, ringan dan konsumsi daya rendah (Devkota dkk , 2013; Tung et al , 2014). Pada  makalah  ini,  studi  sensitifitas  sensor magneto  impedansi  padakawat  Cu  yang dideposisi [NiFe 80 Fe 20 /  Cu] N dilakukan.    Sensor dibuat  dengan  cara  memodifikasi  kawat  dalam bentuk kumparan.  Selanjutnya sensitifitas sensor dievaluasi pada dua jumlah lilitan berbeda.

## METODE
Lapisan  tipis  multilayer  [Ni 80 Fe 20 /  Cu] N dibentuk menggunakan  metode  elektro-deposisi  dengan memakai  elektroda  kawat  Pt  (Platina) mengadopsi prosedur  penelitian  sebelumnya  (Amiruddin  dkk, 2014). Larutan  elektrolit untuk  deposisi  lapisan Ni 80 Fe 20 adalah NiSO 4 .6H 2 O  (0,099  M); FeSO 4 .7H 2 O (0,012 M); H 3 BO 4 (0,149 M) dan C 6 H 8 O 3 (0,002 M). Komposisi  larutan  ini diupayakan  mencapai  keadaan asam dengan pH berkisar 2,7 dengan diteramenggunakan  H 2 SO 4 1  M beberapa  tetes. Sedangkan  larutan  untuk  elektrodeposisi  Cu  adalah CuSO 4 .5H 2 O (0,065  M)  dan C 6 H 12 O 6 (0,002  M). Skema proses elektro-deposisi (Gambar 1).
(Nahrun d kk ) (a) (b) Gambar 1. Skema elektro-deposisi (a) NiFe dan (b) Cu
Setelah  elektrodeposisi,  sampel  dibuat  kumparan seperti pada Gambar 2.
Diameter kumparan  dibuat  tetap  sebesar  3  mm dan  jumlah  lilitan  dimodifikasi  N  =  2  dan  4. Pengukuran magneto-impedansi tersebut  mengukur nilai resistansi ( R ) dan reaktansi ( X ) dari sampel untuk setiap  perubahan  medan  luar  ( H ).  Nilai-nilai  tersebut adalah  nilai  impedansi  total
2
2 X R z   ,  dengan resistansi  sebagai  sumbangan  dari  komponen  riil  dan reaktansi sebagai sumbangan dari komponen imajiner.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Ekspresi  perubahan  nilai  impedansi  ( Z )  sebagai fungsi  medan  magnet  ( H )  atau  yang  dikenal sebagai  fenomena  magneto-impedansi  pada sampel  kumparan  yang  telah  dideposisi  multi- lapisan  tipis [Ni 80 Fe 20 /Cu] N .    Ketebalan  lapisan tipis  magnetik Ni 80 Fe 20 dan  spacer Cu  adalah masing-masing 800 dan 150 nm (Gambar 3).
Perhitungan  ketebalan  dilakukan  dengan perkiraan  massa  terdeposit  pada  substrat  pada ketergantungan  waktu  dengan  elektrodeposisi. Pengukuran fenomena magneto-impedansi dilakukan  pada  frekuensi  100  kHz.  Teramati dengan jelas dari grafik watak simetri dari kurva magneto-impedansi.  Saat H = 0, nilai Z terukur maksimum  dan  kemudian  angsur-angsur  turun dengan  kenaikan  medan  magnet H .    Dan akhirnya,  setelah H tertentu  nilai Z mendekatai konstan.    Pada  eksperimen  ini  kedua  sampel mencapai nilai Z jenuh pada H = 40 mT.
Gambar  4  menampilkan  kurva  rasio  MI sebagai  fungsi  jumlah  lilitan  diukur  pada frekuensi  100  kHz  dihitung  dengan  persamaan rasio  MI  pada  bagian  pendahuluan.    Teramati
Gambar 2. Skematik sensor MI bentuk kumparan -40 -20 0 20 40 0.045 0.05 0.055 0.06 n =2 lilitan n =4 lilitan Z (O hm ) H (mT) -20 0
20 0
10 20 n =2 lilitan n =3 lilitan n =4 lilitan H (mT) Δ Z / Z ( H m ax ) ( % ) 2 3 4 10 15 20 Δ Z / Z ( H m ax ) ( % ) n (lilitan) f =20 kHz f =100 kHz
Gambar  3.  Grafik  impedansi  total  listrik  ( Z )  sebagai fungsi  medan  magnet  ( H )  sampel  bentuk kumparan N = 2 dan 4.
-40 -20 0 20 40 0.045 0.05 0.055 0.06 n =2 lilitan n =4 lilitan Z (O hm ) H (mT) -20 0 20 0 10 20 n =2 lilitan n =3 lilitan n =4 lilitan H (mT) Δ Z / Z ( H m ax ) ( % ) 2 3 4 10 15 20 Δ Z / Z ( H m ax ) ( % ) n (lilitan) f =20 kHz f =100 kHz 0 1 2 3 4 5 14 15 16 17 18 19 Pr os en tas i M I Jumlah Lilitan Gambar  4.  Prosentasi  rasio  MI  sebagai  fungsi jumlah lilitan
dengan  jelas  bahwa  nilai  rasio  MI  meningkat dengan  penambahan  jumlah  lilitan  kumparan. Sedangkan  sensitifitas  sensor  untuk  masing- masing sampel adalah 7,15 dan 8,9/tesla.  Hal ini menginformasikan  bahwa  besar  nilai  rasio  MI mengindikasikan  besarnya  sensitifitas  yang diperoleh  sampel  jika  diaplikasikan  sebagai sensor  magnet.    Kenyataan  hasil  peningkatan rasio MI ini disumbang adanya induktasi diri dari antara  masing-masing  lilitan.    Hasil  ini  pula memberikan informasi pendahuluan bahwa rasio MI dapat ditingkatkan dengan modifikasi sampel dalam bentuk kumparan.
.

## KESIMPULAN
Demonstrasi  kinerja  sensor  magneto-impedansi  pada kawat kumparan multilayer [Ni 80 Fe 20 /Cu] N hasilelektro- deposisidisajikan  pada  makalah  ini.    Mula-mula multilayer [Ni 80 Fe 20 /Cu] N dideposisi pada  kawat  Cu kemudian  sampel dimodifikasi menjadi  kumparan dengan  jumlah  lilitan  2  dan  4.    Hasil  pengukuran impedansi  dibawah  pengaruh  medan  magnet memperlihatkan  bahwa  nisbah  magneto-impedansi meningkat dengan peningkatan jumlah lilitan.  Nisbah magneto-impedansi berubah dari 15% menjadi sebesar 17,4% dengan perubahan jumlah lilitan dari 2 menjadi 4.    Kenyataan  hasil  ini  disinyalir  disumbang  adanya induktansi  diri  yaitu  nilai  sumbangan  besaran  ini semakin besar dengan peningkatan jumlah lilitan.

## DAFTAR PUSTAKA
Amiruddin, M., Utari, and Budi, P. (2014): Fenomena Magneto-impedansi untuk Frekuensi Rendah pada Multilayer  [Ni 80 Fe 20 /Cu] N Hasil  Elektro-deposisi,
Jurnal Fisika dan Aplikasinya (10), pp. 95 - 98.
Mishra,  A.C.,  Sahoo,  T.,  Srinivas,  V.,  Thakur,  A.K., Physica B 406, 645 – 651 (2011).
Fernandez,  A.,  Arribas,  G.A.,  Volchkov,  S., Kurlyandskaya, G.V., and Barandiaran, J.M, IEEE Trans. Magn. 46 (2), 658 – 661 (2010).
Devkota, J., Ruiz, A. Mukherjee, P., Srikanth, H., Phan, M.H., Zhukov,  A., Larin, V.S., Journal of Alloys and Compounds 549, 295 – 302 (2013).
Tung,  M.T.,  Hang,  L.T.T.,  Tuang,  L.A.,  Nghi,  N.H.,
Phan, M.H., Physica B 442, 16 – 20 (2014).
Kwapulinski, P., Haneczok, G., Stoklosa, Z., Rasek, J., Journal  of  Achievement  in  Materials  and Manufacturing Engineering 47, 166 – 176 (2011)
(Nahrun d kk )