73 Gambar 2.43. MekanismeFMR oleh gelombang miro terhadap rotasi magnetik disekitar
medan anisotropis: a gerakan berpresisi sekitar medan anisotropi H
z
oleh microwave H
rf
; b presisi elektron saat mendisipasikan energi [50]
Jika arah medan magnetik gelombang mikro tegak lurus terhadap medan statik material dengan frekuensi yang sama dengan frekuensi resonansinya, maka energi
gelombang mikro tersebut akan menghasilkan torsi yang membuat jari-jari elektron yang sedang berpresisi menjadi lebih besar, dengan kata lain memiliki
level energi yang lebih tinggi dari sebelumnya. Gerak presisi pada level energi yang lebih tinggi tersebut akan
menghasilkan vibrasi kristal dalam bentuk gelombang spin atau magnon. Faktor masa, koefisien kekakuan, porositas, impuritas dan cacat kristal akan menghalangi
pergerakan magnon tersebut dan menghasilkan disipasi. Proses tersebut yang mengakibatkan terjadinya serapan energi gelombang mikro oleh efek FMR.
2.14.2.5 Rugi-rugi magnetik oleh proses relaksasi
Relaksasi magnetik merupakan proses kompleks yang melibatkan begitu banyak faktor. Ilustrasi pada gambar 2.44 menunjukan proses relaksasi magnetik
yang mengakibatkan terjadinya disipasi dan merupakan penjelasan bagaimana mekanisme damping pada FMR terjadi. Kumpulan gelombang spin yang
tereksitasi oleh gelombang mikro akan mendistribusikan energinya melalui dipolar interaction, exchange interaction
, atau melalui interaksi pembawa muatan, lattice vibration dan relaksasi ion. Selain rugi-rugi intrinsik, perlu
74
diperhatikan kontribusi rugi-rugi ekstrinsik seperti ketidaksempurnaan struktur kristal yang bergantung pada proses penumbuhan dan kondisi pembentukan
kristalnya, keacakan orientasi anisotropis polycrystallinity, porositas, kekasaran permukaan, grain boundaries dan kecepatan relaksasi.
Proses relaksasi spin dapat diklasifikasikan ke dalam 2, 3 dan 4-magnon menurut reprensentasi
Hamiltonian [55]
2-magnon berhubungan
dengan ketidakhomogenan dalam material magnetik yang mencakup ketidaksempurnaan
struktur kristal, porositas, kekasaran permukaan dan impuritas. 3-magnon berhubungan dengan dipolar interaction yaitu interaksi antar domain-domain
magnet berjangkauan panjang namun lemah yang bertanggung jawab mememecah domain tunggal material ferro atau ferri-magnetik menjadi domain-domain yang
lebih kecil dengan arah yang saling berlawanan untuk meminimalisasi energi sistem. 4-magnon berhubungan dengan exchange interaction yaitu interaksi
berjangkauan pendek namun kuat antar domain-domain magnet yang bertanggung jawab menjaga arah domain-domain tetap pada arah yang sama. Kombinasi semua
magnon tersebut akan menghasilkan efek kombinasi yang menginduksi pembawa
muatan, relaksasi ion, lattice vibration dan akhirnya didisipasikan dalam bentuk panas.
Gambar 2.44. Klasifikasi frekuensi relaksasi [56]
