Studi Mikromagnetik Interaksi Dzyaloshinskii-Moriya terhadap Propagasi Domain Wall dengan Injeksi Pulsa Arus Listrik pada Nanowire CoFeB

Abstract

Penelitian ini menganalisis pengaruh interaksi Dzyaloshinskii–Moriya terhadap stabilitas dan dinamika propagasi domain wall (DW) pada nanowire CoFeB akibat injeksi pulsa arus listrik berdurasi nanodetik. Simulasi mikromagnetik dilakukan menggunakan OOMMF dengan variasi konstanta DMI (0–1,0 mJ/m²), lebar nanowire (50, 100, dan 150 nm), serta ketebalan (1 dan 2 nm). Hasil simulasi keadaan dasar menunjukkan bahwa DMI menginduksi transformasi DW dari tipe Bloch menjadi Néel dengan kiralitas counter-clockwise serta menyebabkan pergeseran spontan DW ke arah -x untuk meminimalkan energi sistem. Pada injeksi arus selama 1 ns, DW bergerak ke arah +x, dengan kecepatan yang menurun seiring peningkatan nilai DMI. Konfigurasi optimal diperoleh pada nanowire CoFeB dengan lebar 100 nm, ketebalan 1 nm, dan nilai DMI rendah, yang memberikan keseimbangan terbaik antara kecepatan dan stabilitas propagasi DW.

This study investigates the influence of the Dzyaloshinskii–Moriya interaction (DMI) on the stability and propagation dynamics of domain walls (DWs) in CoFeB nanowires under nanosecond-scale current pulse injection. Micromagnetic simulations were performed using OOMMF by varying the DMI constant (0–1.0 mJ/m²), nanowire width (50, 100, and 150 nm), and thickness (1 and 2 nm). Ground-state simulations reveal that the presence of DMI induces a transition of the DW structure from Bloch to Néel type with counter-clockwise chirality and causes a spontaneous DW shift toward the -x direction to minimize the total system energy. Under a 1 ns current pulse, the DW propagates in the +x direction, with its velocity decreasing as the DMI strength increases. An optimal configuration is achieved for a CoFeB nanowire with a width of 100 nm, a thickness of 1 nm, and a low DMI value, providing the best trade-off between high propagation speed and DW stability.