## NISBAH  GMR SUPERKISI AglNiFe/AglNiFe
ABSTRAK
Moh. Toifur', Prayoto 2, Kamsul Abraha 2 dan Ridwan 3
IJurusan  Fisika  Univesitas  Ahmad Dah/an J/.  Kapas No.9,  Semaki,  Yogayakarta  55166 lJurusan Fisika FMJPA  - UGM J/.  Sekip  Utara,  Yogayakarta  55281
3Puslitbang JIptek Bahan (P3JB)  - BATAN
Kawasan  Puspiptek,  Serpong  15314,  Tangerang
NISBAH  GMR  SUPERKISI AglNiFe/AglNiFe.  Telah  dibuat  sistem  mUltilapisan  berstruktur AglNiFe/ AglNiFe dengan mesin sputtering dc pada variasi waktu deposisi Ag(2) dari 2 men it sampai dengan 10 menit dengan tujuan untuk memperoleh multilapisan dengan nisbah GMR terbesar akibat sumbangan GMR yang berasal dari antiferromagnetic coupling antara spin-spin lapisan NiFe(I) dan NiFe(2). Karakterisasi yang dilakukan meliputi keadaan morfologi lapisan, sifat magnetik dari bahan lapisan, strukturmikro serta resistansi dibawah pengaruh medan magnet luar (H.,.). Hasil  penelitian menunjukkan multilapisan dengan waktu deposisi Ag(2) = 8 menit memiliki nisbah GMR terbesaryaitu 67,74%  atau 11,2 kali lebih besar dari efek MR lapisan tunggal NiFe dan telah mendekati perkiraan Pool bahwa efek GMR 4 lapis sekitar 75%. Lapisan ini memiliki remanen magnet (M) dan medan koersif(H) yang keeil. Sementara itu pemakaian lapisan penyangga Ag( 111) semakin memperkokoh struktur atom paduan NiFe (Ill) yang ditumbuhkan di  atasnya.
Kata kunci : GMR, multilapisan, antiferromagnetic coupling

## ABSTRACT
GMR RATIO OF AglNiFe/AglNiFe SUPERLATTICE. The AglNiFe/AglNiFe multilayer have been produced by dc sputtering machine on the varied of deposition time of Ag(2)  from 2 up to 10 minutes with the aim to get the highest GMR effeet caused by contribution of ant ferromagnetic coupling between electron spins on the NiFe(l) layer and NiFe(2) layer.  Characterization was done on morphology, magnetic properties, and microstructure and film resistance in the external magnetic field (Hex').  From the result show that the multilayer with deposition time of Ag(2) = 2 minute has the highest GMR ratio Le.:  67,74% that 11.2 more higher than MR effect ofNiFe single layer and has closed to Pool's estimation that GMR effect of four layers was about 75%. This layer have  low of remanen magnetic and high of coercive field.  While by using a  buffer layer of Ag(lll) the structure of alloy NiFe (III) growth above it was more corroborate.
Key words: GMR, multilayers, anti ferromagnetic coupling

## PENDAHULUAN
Dari  penelitian  yang  telah  dilakukan  pad a pembuatan  multilapisan  NiFe/AglNiFe  diperoleh kenyataan bahwa peran lapisan Ag sebagai lapisan sela (spacer) sangat besar dalam menentukan besarnya efek GMR  [I].  Nisbah  GMR  dapat  ditingkatkan  hingga 9 kalinya dari nisbah GMR yang diperoleh pada lapisan tunggal NiFe yaitu dari 6% [2] menjadi 54%. Tebal  lapisan Ag untuk sistem multilapisan ini adalah lapisan Ag  hasil deposisi selama 2 menit.
Masih terbuka kemungkinan untuk meningkatkan efek GMR multilapisan ini yaitu dengan menumbuhkan multilapisan NiFe/Ag/NiFe pada substrat Ag sehingga susunan  lapisan  menjadi  Ag/NiFe/AglNiFe  atau Ag(l)/NiFe(I)/Ag(2)/NiFe(2).  Lapisan  Ag(l)  dapat berperan  sebagai  lapisan  penyangga (buffer)  terhadap atom-atom  lapisan  berikutnya.  Diharapkan  dengan
adanya  lapisan  penyangga  ini  struktur  atom  lapisan yang  ditumbuhkan  di  atasnya  (baik  jenis  struktur maupun  arah  pertumbuhan  kristalnya)  sarna  dengan struktur  atom  lapisan  penyangganya  sehingga  terjadi struktur atom  yang teratur pada semua  lapisan.  Selain itu dengan terbentuknya interface antara lapisan NiFe( I) dan lapisan Ag(l) maka diharapkan spin-spin elektron lapisan  NiFe(l)  lebih  mudah  berpindah  atau  berputar (mengingat  Ag  merupakan  konduktor  yang  baik) jika dipaparkan dibawah lingkungan medan magnet luar (H  )  dibandingkan  dengan spin-spin elektron  lapisan ext NiFe(l)  yang  berbatasan  langsung  dengan  substrat gelas  pada  susunan  NiFe(I)/Ag/NiFe(2).  Dengan keadaan  ini  diharapkan efek GMR dapat  ditingkatkan lagi dari efek GMR yang dihasilkan sistem multilapisan NiFe(I)/AglNiFe(2).

## NISBAH GMR SUPERKISI Ag/NiFe/Ag/NiFe

## Moh. Toifur‘, Prayotoz, Kamsul Abraha2dan Ridwan3
’Jurusan Fisika Univesitas Ahmad Dahlan Jl‘ Kapas Not 9, Semaki, Yogayakarta 55166 2Jurusan Fisika FMIPA - UGM J1. Sekip Utara, Yogayakarta 55281

## 3Puslitbang IIptek Bahan (P313) - BATAN
Kawasan Puspiptek, Serpong 15314, Tangerang

## ABSTRAK
NISBAH GMR SUPERKISI Ag/NiFe/Ag/NiFe. Telah dibuat sistem multilapisan berstruktur Ag/NiFe/Ag/NiFe dengan mesin sputtering dc pada variasi waktu deposisi Ag(2) dari 2 menit sampai dengan 10 menit dengan tujuan untuk memperoleh multilapisan dengan nisbah GMR terbesar akibat sumbangan GMR yang berasal dari antiferromagnetic coupling antara spin-spin lapisan NiFe( 1) dan NiFe(2). Karakterisasi yang dilakukan meliputi keadaan morfologi lapisan, sifat magnetik dari bahan lapisan, strukturmikro serta resistansi dibawah pengaruh medan magnet luar (Hm). Hasil penelitian menunjukkan multilapisan dengan waktu deposisi Ag(2) = 8 menit memiliki nisbah GMR terbesar yaitu 67,74% atau 1 1,2 kali lebih besar dari efek MR lapisan tunggal NiFe dan telah mendekati perkiraan Pool bahwa efek GMR 4 lapis sekitar 75%. Lapisan ini memiliki remanen magnet (Mr) dan medan koersif(Hc) yang kecil. Sementara itu pemakaian lapisan penyangga Ag(l l 1) semakin memperkokoh struktur atom paduan NiFe (l l l) yang ditumbuhkan di atasnya.
Kata kunci : GMR, multilapisan, antiferromagnetic coupling

## ABSTRACT
GMR RATIO OF Ag/NiFe/Ag/NiFe SUPERLATl‘lCE. The Ag/NiFe/Ag/NiFe multilayer have been produced by dc sputtering machine on the varied ofdeposition time ofAg(2) from 2 up to 10 minutes with the aim to get the highest GMR effect caused by contribution ofant ferromagnetic coupling between electron spins on the NiFe(l) layer and NiFe(2) layer. Characterization was done on morphology, magnetic properties, and microstructure and ﬁlm resistance in the extemal magnetic ﬁeld (Hm). From the result show that the multilayer with deposition time of Ag(2) = 2 minute has the highest GMR ratio i.e.: 67,74% that l 1.2 more higher than MR effect of NiFe single layer and has closed to Pool’s estimation that GMR effect of four layers was about 75%. This layer have low of remanen magnetic and high of coercive ﬁeld. While by using a buﬁ'er layer of Ag(l l 1) the structure of alloy NiFe (l l 1) growth above it was more corroborate.
Key words : GMR, multilayers, antiferromagnetic coupling

## PENDAHULUAN
Dari penelitian yang telah dilakukan pada pembuatan multilapisan NiFe/Ag/NiFe diperoleh kenyataan bahwa peran lapisan Ag sebagai lapisan sela (spacer) sangat besar dalam menentukan besamya efek GMR [l ]. Nisbah GMR dapat ditingkatkan hingga 9 kalinya dari nisbah GMR yang diperoleh pada lapisan tunggal NiFe yaitu dari 6% [2] menjadi 54%. Tebal lapisan Ag untuk sistem multilapisan ini adalah lapisan Ag hasil deposisi selama 2 menit.
Masih terbuka kemungkinan untuk meningkatkan efek GMR multilapisan ini yaitu dengan menumbuhkan multilapisan NiFe/Ag/NiFe pada substrat Ag sehingga susunan lapisan menjadi Ag/NiFe/Ag/NiFe atau Ag(1)/NiFe( l)/Ag(2)/NiFe(2). Lapisan Ag(l) dapat berperan sebagai lapisan penyangga (buﬂer) terhadap atom-atom lapisan berikutnya. Diharapkan dengan
adanya lapisan penyangga ini struktur atom lapisan yang ditumbuhkan di atasnya (baik jenis struktur maupun arah pertumbuhan kristalnya) sama dengan struktur atom lapisan penyangganya sehingga terjadi struktur atom yang teratur pada semua lapisan. Selain itu dengan terbentuknya interface antara lapisan NiFe( 1) dan lapisan Ag(l) maka diharapkan spin-spin elektron lapisan NiFe(l) lebih mudah berpindah atau berputar (mengingat Ag merupakan konduktor yang baik) jika dipaparkan dibawah lingkungan medan magnet luar (Hm) dibandingkan dengan spin-spin elektron lapisan NiFe(l) yang berbatasan langsung dengan substrat gelas pada susunan NiFe(l)/Ag/NiFe(2). Dengan keadaan ini diharapkan efek GMR dapat ditingkatkan lagi dari efek GMR yang dihasilkan sistem multilapisan NiFe(l)/Ag/NiFe(2).

## Jurnal Sains Materi Indonesia
Selanjutnya  pada  penelitian  ini  akan  dibuat multilapisan  Ag(l )/NiFe(l )/Ag(2)/NiFe(2)  dengan memvariasi  waktu  deposisi  lapisan  sela  Ag(2)  dari 2  menit  sampai  dengan  10  menit.  Di  sini set  up waktu  deposisi  Ag(2)  dibuat  berbeda  dari  waktu deposisi  Ag  pada  muItilapisan  NiFe/Ag/NiFe karena  adanya  efek  difusi  lapisan  NiFe(2)  pada Ag(2)  sehingga  dapat  mengurangi  ketebalan  lapisan Ag(2). Diharapkan dengan pengaturan tebal N2 tersebut maka  efek  GMR  sistem  dapat  lebih  ditingkatkan lagi.  Mengenai  pengaturan daya dan waktu sputtering untuk  NiFe  adalah  30  watt  dan  30  menit  sedangkan untuk lapisan Ag(l) adalah 25 watt dan 2 menit [3].
Untuk melengkapi analisis dilakukan karakterisasi morfologi  lapisan  dengan  foto  SEM (Scanning Electron  Microscope) tampang  lintang,  struktur mikro lapisan dengan XRD (X-Ray Diffraction), watak magnetik  lapisan  dengan  VSM (Vibrating  Sample Magnetometer) serta  efek GMR  dengan  probe 4  titik dibawah lingkungan medan magnet luar dari -20 gauss sampai dengan 20 gauss.

## METODEPERCOBAAN
Proses  deposisi  lapisan  tipis  ini  meliputi empat  tahap  yaitu  deposisi  lapisan  Ag  sebagai lapisan  penyangga,  deposisi  lapisan  NiFe  sebagai lapisan  magnetik  pertama,  deposisi  lapisan Ag  sebagai  lapisan  sela  dan  yang  terakhir  deposisi lapisan NiFe sebagai lapisan magnetik kedua.
Adapun  prosedur  deposisi  lapisan  adalah sebagai  berikut.  Mula-mula  target  Ag  atau  NiFe dipasang  pada  elektroda  negatif (katoda)  yang  telah dilengkapi  dengan  pendingin  target  dan  substrat dipasang  pada elektroda positif (anoda). Kemudian stem sputtering, pendingin  target,  pemanas  substrat, pompa  turbo  dijalankan  untuk  memompa  tekanan udara  dalam  tabung  hingga  meneapai  10- 6 torr. Setelah tekanan  ini  tereapai  maka  gas  argon  dialirkan ke  dalam  tabung  reaktor  sehingga  tekanan  gas dalam  tabung  naik  menjadi  1,6  x  10- 1 torr atau  diatur sesuai  yang  dikehendaki.  Setelah  itu  sistem  tegangan tinggi  de  dihidupkan  kemudian  diatur  sesuai  daya kerja yang diinginkan. Maka akan nampak terbentuknya plasma di  dalam  reaktor, yang berarti proses deposisi sedang  berlangsung.  Pada  deposisi  NiFe  untuk membantu  pembentukan  kesearahan spin-spin elektron  maka  deposisi  dilengkapi  dengan medan  deposisi  yang  besarnya  150  gauss.  Arah medan  deposisi  untuk  lapisan  NiFe(l)  berkebalikan dengan  arah  medan  deposisi  untuk  lapisan NiFe(2).  Untuk  lapisan  Ag(l)  waktu  deposisi  di set  2  menit,  sedang  lapisan  Ag(2)  waktu  deposisi divariasi  dari  2 menit sampai  dengan  10 menit.  Untuk lapisan NiFe(I) maupun NiFe(2) waktu deposisi diset 30  menit.  Setelah  deposisi  selesai  tegangan  tinggi  de diturunkan sampai 0 volt kemudian dimatikan. Demikian
pula  aliran gas dimatikan, arus medan deposisi, pemanas substrat,  pendingin  target,  dan  pompa  vakum dimatikan  dan  terakhir  mesin sputtering dimatikan. Setelah  30  menit  substrat  dapat  diangkat  dari kamar deposisi.

## HASIL PENELITIAN
Foto SEM Tampang Lintang Multilapisan

## AglNiFe/ AglNiFe
Pada  Gambar  I  ditampilkan  hasil  foto tampang  lintang  beberapa  sampel  multilapisan Ag(l)/NiFe(I)/Ag(2)/NiFe(2)  pada  berbagai  waktu deposisi  lapisan  sela  Ag(2)  atau  t Ag(2)  yang  diambil dengan SEM pada perbesaran 10.000 kali.
(a) (b) (e) (d) (e)
Gambar 1.  Foto  SEM  tampang  Iintang  dari  muItilapisan Ag(I)/NiFe(I)/Ag(2)/NiFe(2)  pad a  variasi I AI(2)"
(a) I AI(2) = 2 menit, (b) I As(2) = 4 menit, (c) I As(2) = 6 menit,
(d) I AB(2) = 8  menit  dan  (e) I AI(2) = 10 menit
Dari  Gambar  1 tampak  semakin  lama t Ag(2) masing-masing lapisan Ag(I), NiFe( I), Ag(2) dan NiFe(2) tampak  semakin  jelas.  Untuk  multilapisan  dengan t Ag(2) = 2 menit atom-atom pada lapisan NiFe(l). Ag(I), Ag(2)  dan  NiFe(2)  saling  berdifusi  sehingga  sulit menentukan  ketebalannya  seeara  teliti.  Keadaan interface antar masing-masing lapisan juga sulit diamati. Lapisan NiFe(2) tampak tebal karena ditumbuhkan pada struktur  atom  campuran  antara  NiFe(l)  dan  Ag(2) sehingga  rapat  atomnya  lebih  besar.  Keadaan  ini
mempermudah  lapisan  NiFe(2)  untuk  langsung tumbuh. Salah satu akibatnya permukaan NiFe(2) tampak cukup  halus.
Untuk multilapisan dengan t Ag(2)= 4 menit hampir mirip dengan multilapisan dengan t Ag(2) = 2 menit bahkan lebih jelek lagi karena atom-atom pada lapisan Ag( I) dan NiFe(l) maupun  Ag(2)  dan  NiFe(2)  saling  berdifusi sehingga  kedua  lapisan  tidak  terbedakan  secara jelas. Permukaan  NiFe(2)  sudah  cukup  halus  namun  di beberapa tempat masih ditemukan adanya celah.
Untuk  lapisan  dengan t Ag(2)  = 6  menit masing-masing lapisan Ag(l ), NiFe( I ), Ag(2) dan NiF e(2) tampak  terpisah  secara jelas  dengan  tebal  tertentu. Lapisan  NiFe(l)  tampak  lebih  tebal  dari  NiFe(2). Permukaan interface antara substrat dan lapisan Ag( 1) tampak  halus.  Permukaan  antara  Ag(l)  dan  NiFe(l) tampak  cukup  hal us,  namun  untuk  permukaan  yang membatasi antara NiFe(l) dan Ag(2) kurang  halus yang ditandai dengan adanya beberapa celah yang diisi oleh atom-atom  Ag(2).  Demikian  pula  permukaan  yang membatasi Ag(2) dan NiFe(2) juga tampak kurang halus dan  di  beberapa  tempat  terdapat  difusi  atom-atom NiFe(2)  ke  Ag(2)  walaupun  dengan  tingkat  kerapatan yang rendah. Permukaan NiFe(2) tampak kurang halus juga.  Di  beberapa  tempat  terdapat  celah  yang  sampai tembus  hingga  ke  lapisan Ag(2).  Tentu  adanya  celah seperti ini akan mengganggu keseragarnan konduktivitas lapisan pada berbagai tempat.
Untuk lapisan hasil deposisi pada t Ag(2) = 8 menit tampak masing-masing lapisan sudah lebih bagus lagi. Secara umum permukaan batas antara lapisan yang satu dengan  yang  lain  tarnpak  lebih  halus.  Lapisan  Ag( I) tarnpak  lebih  tipis  dibanding  dengan  lapisan  Ag(2), namun  tidak  sarnpai  menimbulkan  difusi  atom  antara lapisan  satu  dengan  lapsian  yang  lain.  Hanya  saja permukaan NiFe(2) tarnpak kurang halus.  Pada sarnpel hasil deposisi  dengan t Ag(2) = 10  menit pemisahan antar lapisan sudah lebihjelas lagi.

## Hasil Pengamatan Strukturmikro Multilapisan AglNiFe/AglNiFe dengan XRD
Pada Garnbar 2 ditampilkan kurva spektrum XRD untuk  sistem  lapisan  ini.  Dari  garnbar tersebut tampak struktur  lapisan  berupa  kristal  dengan  puncak-puncak difraksi  berada di  sekitar sudut 37,2°, 38,2°, 43,1 ° dan 44,5°.  Sudut-sudut tersebut setelah dicocokkan dengan Powder Diffraction File [4]  diidentifikasi sebagai NiO, Ag, NiFe dan Fep3. Munculnya oksida NiO dan Fep3 ini  mungkin  disebabkan  karena  adanya  oksigen  yang terikat  pada target  pada  saat  pemanasan  target  setelah dipres.  Pemanasan dilakukan  suhu 700°C  dalarn  ruang yang  tidak  vakum  sehingga  memungkinkan  terjadinya ikatan  antara atom-atom  oksigen  dengan  atom  Ni  atau Fe. Kemungkinan lain adalah reaksi antara paduan NiFe dengan oksigen saat lapisan diangkat dari ruang vakum (paska deposisi) mengingat NiFe merupakan bahan yang
sangat  reaktif terhadap  oksigen.  Yang  pertama  dapat dihindarkan dengan memanaskan target setelah di  pres dalam  tungku  vakum  dan  yang  kedua  dapat  dihindari dengan  menunda  pengangkatan  sampel  dari  ruang deposisi.
Arah  pertumbuhan  atom-atom  NiFe  dan  Ag adalah sarna yaitu (III). Selain itu waktu deposisi Ag(2) berpengaruh  pada  tingkat  keteraturan  struktur atom-atom  lapisan.  Hal  ini  dapat  diamati  dari  tinggi puncak  difraksi  (intensitas)  yang  berbeda-beda  pada masing-masing sarnpel. Selain itu dengan rumus Scherer [5]  dapat ditentukan ukuran  butir masing-masing atom atau  paduano
1400
1200 1000 ., ~ 800 .~ 600
~ 400 200 o 20 Ag~=Fe/ABg/N'AF ~~~ ___ ~'v~_T~"~2=_'~0.0~.~ Ta92::;:  8.0' = .~~~~.A,~ II- Tag2 = 6.0' '-~ Tag2:::  2.0'
30 40 50 60 70 80 Suclut 2 Theta (deg.)
Gambar 2.  Intensitas  Ag.  NiO.  NiFe  dan  Fe 2 0, terhadap sudut difraksi  2 theta
Gambar  3  menampilkan  kurva  intensitas  dan ukuran butir terhadap t Ag(2j" Kedua hal ini berperan dalarn menentukan  resistansi  lapisan.  Semakin  teratur struktumya semakin kecil resistansinya. Demikian pula
500 ~_~ _ _ _ _ _ _ _ - , . . " ...  NIO ~ 400 rn a. g. 300 rn S .~ 200 J! c 100 " Ag _ _ _  NIFe ... ~ ... Fe .. 0 ' " ' 0 o '¢ OL-_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 6 8 Waktu deposisi Ag(2) (menit) 1000  ,---_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ -c- " '  .. "  NiO e 800 ~~fte • .>t! .. Fe §. •• S 600 .£J .. •  ... 1 , - .", C I!! 400 ::l ''; • .>t! :::l 200 . ' ... 10 (a) Waklu deposisi Ag-2 (menil) (b)
Gambar 3.  (a)  Intensitas  dan  (b)  ukuran  butir  lapisan Ag(l)/NiFe(1 )/Ag(2)/NiFe(2)  pada  variasi f A ,,2)

## Jurnal Sains Materi Indonesia
semakin  besar  ukuran  butirnya juga semakin  keeil resistansinya.  Vntuk  lapisan  sela  Ag  keteraturan strukturnya  sangat  penting  untuk  memastikan konduktivitasnya baik. Demikian pula besarnya ukuran butir  penting  untuk  memastikan  bahwa  elektron konduksi tidak mengalami terlalu banyak hamburan pada batas butir.
Dari  Gambar  3  tampak  bahwa  untuk  atom  Ag mulai dari t Ag(2) = 2 menit sampai dengan  4 menit tingkat keteraturan  struktur  atomnya (ordering  of atomic structure) mengalami  penurunan,  kemudian  dari t AfJ.2) = 4 menit sampai dengan  8 menit tingkat keteraturan struktur  atomnya  mengalami  perbaikan  seeara eukup signifIkan kemudian setelah itu menjadi menurun lagi.  Vntuk  NiFe,  tingkat  keteraturan  strktur atomnya  semakin  bagus  pada t =  2  menit  sampai d
"
Ag(2) engan  4  memt  kemudtan  sedikit  menurun  dari t Ag(2) =  4  menit sampai  dengan  8  menit  kemudian  naik lagi  hingga t Ag(2) =  10  menit.  Hal  ini  terkait  dengan pola  pertumbuhan  lapisan  Ag(2)  yaitu  dari island-Iapisan kontinyu-gabungan island dan lapisan-dan seterusnya [6].
V.ntuk  sampel  dengan t A  (2) =  8  menit  tampak bahwa  tmgkat  keteraturan  struktur  atom  Ag  paling bagus  yaitu  sebesar  455  cps  dibandingkan  tingkat keteraturan  struktur  atom  Ag  pada  sampel  yang lain.  Demikian  pula  ukuran  butirnya  paling  besar diantara  ukuran  butir  Ag  pada  sampel  yang  lain yaitu  sekitar  841,52A,  sehingga  untuk  sampel  ini konduktivitas lapisan Ag yang  paling bagus. Sementara itu  untuk  atom  NiFe  intensitas  puneak  difraksi  pada t Ag(2) =  8 menit menempati urutan kedua setelah sampel dengan t Ag(2) =10  menit  yaitu  255  cps  dan  ukuran butirnya hampir sarna dengan sampel hasil deposisi pada t Ag(2) = 6 menit dan 10 menit sebesar  427,53A.

## Sifat  Magnetik Multilapisan  AglNiFe/ AgI NiFe
Selanjutnya  untuk  mengetahui  sifat  magnet bahan (lapisan), sampel-sampel tersebut dikarakterisasi dengan  VSM.  Hasilnya  sebagaimana  ditampilkan pada  Gambar  4.  Multilapisan  Ag/NiFe/Ag/NiFe yang  dihasilkan  pada  berbagai  waktu  deposisi Ag(2)  memiliki  sifat  magentik  yang  berbeda-beda. Perbedaan  tersebut  dapat  dilihat  terutama  pada remanen  magnetic (M) dan  medan  koersifnya (H). Dari  penelitian  yang  dilakukan menunjukk~n bahwa untuk semua sampel pada medan pemagnetisasi H =  10.000 Oe telah diperoleh magnetisasi jenuh (M). Selain  itu  luas  daerah  yang  dilingkupi  oleh lo~p M-H eukup  keeil  sehingga  bahan  lapisan  termasuk bahan  magnet  lunak.  Semua  grafIk  memiliki  kurva kurang  halus  (agak  bergerigi  atau  berosilasi) j ika  dibandingkan  dengan  kurva  histeresis lapisan  tunggal  maupun  mUltilapisan  NiFe/AglNiFe. Hal  ini  disebabkan  karena  terjadinya  interaksi
ISSN:  1411-/098
an tara spin-spin elektron  pada  lapisan  NiFe( I) dan spin-spin elektron  pada  lapisan  NiFe(2)  pada saat diberi medan pemagnetisasi. Sedangkan yang paling tampak berosilasi adalah sampel dengan t = 8 menit Ag(2) • , - - - - - - - - " " " - - - - - , i LY-t 11"\1(211=1' em I HIOo) (a) {! .~~ ~.1  .t~ ~,(1)OO1 HIOo) (c) :  IIAg(2)J=4' ~[j(M, ~!f~ :! +" '0000 ,"00 ,,~, 'X<, .""
I ' I "'" L_ ~--"""- __ .. _ .... _.c HICe) (b) c_~_~ __________ ~ HICe) (d) Ii I .,oo"r- :! 'f':..;:::i! ,,~, """ I ~_---------tiWl _ _ _ _ _ _ _ _ J
H(o.)
(e)
Gambar 4.  Kurva loop histeresis  sistem  multilapisan A~iFe/AglNiFe pada  berbagai tAo\2r (a)  untuk tAg(2l= 2 memt,  (b)  untuk tAg(2)= 4  men it,  (c)  untuk tAg(2)= 6  men it, (d)  untuk tAg(2)= 8  men it,  (e)  untuk tAg(2)= 10  menit
Selanjutnya pada Gambar 5(a) ditampilkan kurva Mr dan He masing-masing sampel. Dari gambar tersebut tampak  bahwa Mr terbesar  722,18  gauss  bersesuaian dengan t Ag(2) = 2 menit dan berikutnya 673,41 gauss yang bersesuaian dengan t A  (2) = 8 menit. He untuk keduanya
•
• g
masmg-masmg 0,45 Oe dan 0,34 Oe. Pada sampel yang pertama memang memiliki Mr yang besar namun Hejuga besar sehingga domain  magnetic lapisan  tidak mudah dihilangkan.
Sampel  kedua  memiliki M sedikit  lebih  keeil namun He juga lebih  keeil  sehingga domain  magnetik lapisan mudah digerakkan. Menilik implementasi bahan ini  nantinya  akan  digunakan  sebagai  bahan  sensor medan  magnet lemah  maka keeilnya He lebih menjadi pertimbangan utama asalkan Mr masih dalam batas yang bagus.  Dari  Gambar  5(b)  dapat  dilihat  bahwa  energi magnetik maksimum yang dikandung oleh sampel dengan t AfJ.2)= 8 menit 69,19 GOe

## Nisbah GMR Multilapisan Ag/NiFe/Ag/NiFe
Selanjutnya pada Gambar 6  ditampilkan nisbah GMR masing-masing sampel.
- (/) (/) ::J co C"l ' - ' .... ~ a;- 0 Q. x ro ~ I ~ 1000 0.5 800 0.4 - Q) 600 0.32- u 400 I 0.2 200
0.1 2 4 6 8 10 Waktu deposisi Ag(2) (menit) 160 120 80 40 o 2 4 6 8 10 Waktu deposisi Ag(2)  (menit) (a) (b)
Gambar 5.  Sifat bahan magnet lapisan AglNiFe/AglNiFe.
(a)  kurva M, dan H" (b)  Kurva (BH) ... x
Pengukuran nisbah GMR dilakukan dengan alat probe 4 titik  model  CIP  (Current  in  Plane)  sehingga  terdapat dua kanal  spin  yang  menyumbang  terhadap  resistansi yaitu kanal spin up dan kanal spin down.
Dari gambar tersebut tampak bahwa semua sampel mampu  merespon  medan  magnet  yang  di  set  dari -20  gauss  sampai  dengan  20  gauss.  Medan  yang dibutuhkan  untuk  menghasilkan  kesearahan  spin-spin lapisan (H) adalah 15 gauss. Hal ini menunjukkan bahwa semua sampel memungkinkan  dijadikan  bahan  sensor medan magnet lemah. Multilapisan yang memiliki nisbah GMR  terbesar  adalah  multilapisan  yang  dihasilkan dari  deposisi  dengan tAg(Z) = 8  menit  sebesar 67,74%. Hasil ini lebih besar dari nisbah GMR sistem superkisi NiFe/Ag/NiFe  yang  besarnya  54%  atau  terjadi peningkatan sebesar 1,25 kali dari GMR NiFe/AglNiFe atau 11,2 kali dari GMR lapisan tunggal NiFe. Hasil ini setidaknya menuju ungkapan Kano [7] yang menyatakan bahwa  dengan  mengurangi  tebal  lapisan  sela  hingga 3  nm  sampai  dengan  5  nm  maka  hamburan  elektron tergantung spin dapat meneapai maksimum sehingga  efek GMR  dapat  meneapai  nilai  yang  sangat  tinggi, lebih 80 % [8].

## KESIMPULAN
Dari pembahasan diatas dapat disimpulkan bahwa nisbah GMR terbesar bersesuaian dengan multilapisan
·20 ·10 o 10 20 Mldan H ext. (gruss) (a)
aor---------~
0:: ::2 (!)  40 .c '" .0 ~ 20 10 Medan H ext.  (gauss) (b)
Gambar 6.  Nisbah  GMR  sistem  multilapisan  berstruktur Ag/NiFe/AglNiFe  pada  berbagai fA  2)' (a)  pada  variasi medan  magnet  ekstemal  dai  -20 sir 20  gauss,  (b)  nilai nisbah  GMR  maksimum  dari  masing-masing  sampel.
AglNiFe/ Agi NiFe dengan t ~Z) = 8 menit sebesar 67,74%. Lapisan  ini  memiliki  struktur atom NiFe dan Ag yang teratur serta ukuran butir yang besar. Sementara itu sifat magnet lapisan ini memiliki remanen magnet yang besar serta He yang keeil.  Pemakaian lapisan buffer Ag (111) semakin  mengokohkan  arah  pertumbuhan  NiFe yaitu (III).

## DAFTARACUAN
[1]. TOIFUR, MOH., PRAYOTO, KAMSULABRAHA dan RIDWAN, Efek GMR Multilapisan Superkekisi NiFe/AglNiFe Pada Variasi  Waktu  Deposisi Ag, Makalah  Seminar  MIPA  dan  Pendidikan  MIPA, UNYYogyakarta, (2004)
[2]. TOIFUR, MOR, SUGIYANTO, SUJATMOKO dan TONO WIBOWO. Efek Resistansi dan GMR dari Permalloy  (Ni 80 Fe zo) yang  dideposisikan  pada Substrat Gelas dengan Variasi  Suhu. Jurnal Sains Materi Indonesia, 2 (I) (2000) 7-12
[3].  TOIFUR,  MOH.,  Ketergantungan  Resistansi Terhadp  Strukturmikro  Kristal  Film  Perak Hasil Sputtering  de  dengan  Variasi  Daya,  Prosiding Seminar Nasional XRD 2002, PPIB dan Ilmu Dasar, LP ITS, Surabaya, 17 September (2002)
[4]. MORRIS, M.e., MCMURDIE, RF., EVANS, E, DE GROOT, J and PARETZKIN, Powder Diffraction File, Joint  Committee  on  PDS,  Park  Lane, Pennsylvania, (1981)
[5].  TAN,  M.,  TONG,  H.C.,  TAN.,  S.l.  and ROTTMAYER, R.,J Appl. Phys., 79(1996)8
[6]. WASA,  K.  and  HAYAKAWA,  S.,  Handbook  of Sputter Deposition Technology, Noyes Pub., New
Jersey, USA, (1992)
[7]. KANO, H., Substrate Temperature Effect on Giant
Magnetoresistance  of  Sputtered  Co/Cu
Multilayers, Appl. Phys. Lett., 63 (1993) 2829
[8].  POOL, R., Magnetic Film Get Sensitivity Training, Science, 261 (1993) 20-26
Vol. 6, No.  I,  Olctober 2004,  hal: /3 - 18 ISSN: J4IJ- 1098