Dr. Adam Badra Cahaya, B.Sc., M.Sc.

adam

Dr. Adam Badra Cahaya menerima gelar B.Sc, M.Sc dan Dr. Sc. masing-masing pada tahun 2013, 2015 dan 2018 dari Departemen Fisika, Universitas Tohoku. Ia menerima gelar Dr. Sc. dengan disertasi berjudul “Spin, charge and heat coupling at magnetic interfaces” dari Program Gelar Doktor Antar Departemen untuk Pemimpin Ilmu Material Multi-Dimensi. Studi doktoralnya dilakukan di Theoretical Physics Group, Institute for Materials Research, di bawah Beasiswa Penelitian JSPS untuk Ilmuwan Muda.

Email:  adam [at] sci.ui.ac.id

2008 Satyalancana Wira Karya from Presiden Indonesia
2012 Young Scientist Award from Aoba Society for the Promotion of Science 青葉理学振興会奨励賞.

2023 – 2024   “Kajian Teori Efek Struktur Non-Centrosymmetry pada Sifat Magnetoelektrik dari Material Multiferoik” from Univ. Indonesia
2023 – 2024   “Aplikasi Efek Exchange Antisimetrik pada Tekstur Magnet di Antarmuka Logam Berat” from Univ. Indonesia
2023 – 2024   “Kajian Teori Sifat Multiferoik pada Magnetik Heterostructure dalam Perangkat Memori Hemat Energi” from Univ. Indonesia
2023 – 2024   “Keterikatan Spin-Orbit pada Perangkat Multiferoik untuk Efisiensi Energi” from Faculty of Mathematics and Natural Sciences, Univ. Indonesia
2023   “Modeling of Electrical Control of Exchange Bias for Efficient Magnetic Recording” from Indonesia Toray Science Foundation
2022 – 2023   “Pemodelan Teoretis Produksi Arus Memanfaatkan Spin Nuklir” from Univ. Indonesia
2022 – 2023   “Pemodelan Teoretis Mekanisme Produksi Arus Listrik Memanfaatkan Impuritas Logam Tanah Jarang” from Univ. Indonesia
2022 – 2023   “Pemodelan Teoretis Mekanisme Kontrol Magnetisasi Memanfaatkan Interaksi Spin-Orbit Antarmuka” from Univ. Indonesia
2020 – 2021   “Pemodelan Teoritis Struktur Pita Elektron dari Semikonduktor untuk Aplikasi Konversi Energi” from Univ. Indonesia
2020 – 2021   “Pemodelan Teoritis Resonansi Magnetik Inti pada Logam Berat” from Univ. Indonesia
2020 – 2021   “Pemodelan Teoritis Efek Spin Transfer Torque pada Logam Berat” from Univ. Indonesia
2020 – 2021   “Kajian Teoretis Efek Impuritas Permukaan pada Sifat Magnetis Logam Berat” from Univ. Indonesia
2020 – 2021   “Kajian Teoretis Transfer Energi Spin dalam Baterai Berbasis Spin Nuklir” from Faculty of Mathematics and Natural Sciences, Univ. Indonesia
2015 – 2018    “Antiferromagnetic spin Seebeck effect” from JSPS

2015 – 2018 Japan Society for the Promotion of Science (JSPS) Fellowship for Young Scientists.
2008 – 2015 Japanese Ministry of Education and Sport (MEXT) Scholarship.

Buku ajar:
Video pembelajaran:
Minat penelitian

Penelitiannya berfokus pada spintronik, yang menggabungkan unsur-unsur dari fisika benda terkondensasi (transportasi spin, fenomena magnetik), fisika skala nano (efek kuantum dalam sistem terbatas), dan ilmu material (lapisan tipis magnetik, skirmion, dan material baru).

Pracetaknya pada arxiv.org mencerminkan pendekatan interdisipliner ini:

  • Fisika Materi Padat: Menjelajahi magnet kuantum dan interaksi elektron.
  • Fisika Skala Nano: Meneliti pembatasan kuantum pada skala nano.
  • Ilmu Material: Menyelidiki sifat-sifat material magnetik untuk aplikasi spintronik.

Di persimpangan bidang ini, karyanya memajukan manipulasi spin elektron pada skala nano, mendorong inovasi dalam spintronik.

Baru Diterbitkan

Rekayasa struktur pita setengah logam mengoptimalkan termolistrik

Dalam beberapa tahun terakhir, minat pada material termoelektrik telah tumbuh karena potensinya untuk mengubah panas buangan menjadi energi. Namun, material tradisional memiliki efisiensi rendah dan biaya tinggi, yang mendorong eksplorasi alternatif seperti feromagnet setengah logam (HMF), yang menunjukkan sifat logam dan isolasi berdasarkan orientasi spin elektron. Pada tahun 2015, diusulkan bahwa HMF dapat menunjukkan kinerja termoelektrik yang signifikan dalam konfigurasi katup spin anti-paralel. Berdasarkan hal ini, kami menggunakan teori fungsi kerapatan (DFT) untuk mensimulasikan sistem HMF seperti Co2MnSi dan Fe3O4 dan menganalisis parameter seperti koefisien Seebeck, konduktivitas termal, dan SVEF. Temuan kami mengungkapkan bahwa membuka celah pita di HMF meningkatkan kinerja termoelektrik dengan meningkatkan koefisien Seebeck dan mengurangi konduktivitas termal. Penelitian ini menyoroti bagaimana memanipulasi struktur pita dapat meningkatkan efisiensi termoelektrik di HMF untuk aplikasi praktis.

F.E.M. Rahangiar, A.B. Cahaya, M.S. Muntini, I. Anshori, and E.H. Hasdeo, “Optimal half-metal band structure for large thermoelectric performance”, Phys. Rev. B 110, 035150 (2024)

Interaksi pertukaran dipolar dan antisimetri menstabilkan skyrmion magnetik hibrida

Baru-baru ini, jenis skyrmion hibrida dengan heliksitas antara antara skyrmion Bloch dan Néel, telah semakin diminati. Jenis ini telah meningkatkan mobilitas dan mengurangi efek skyrmion-Hall, yang mencegah skyrmion bergerak sejajar dengan aliran arus. Kami menunjukkan bahwa skyrmion hibrida dapat distabilkan melalui interaksi dipolar dan dua jenis interaksi Dzyaloshinskii–Moriya (DMI) antisimetris: DMI antarmuka dan DMI massal. Karena skyrmion hibrida dapat dianggap sebagai superposisi dari skyrmion Néel dan Bloch, ia juga merupakan kandidat potensial sebagai blok penyusun bit kuantum (qubit) dalam komputer kuantum, tempat informasi dapat disimpan dengan memanfaatkan derajat kebebasan heliksitas.

M.P.M. Akhir, E. Suprayoga, A.B.Cahaya, “Stabilization and Helicity Control of Hybrid Magnetic Skyrmion” J. Phys. D Appl. Phys. 57, 165303 (2024)

Interaksi hiperhalus memungkinkan torsi spin-orbit pada spin nuklir

Interaksi hiperhalus menggambarkan interaksi magnetik antara spin inti atom dan elektron. Interaksi tersebut, yang juga disebut kopling hiperhalus, terdiri dari kontak Fermi dan interaksi dipolar antara momen magnetik dipol inti atom dan elektron. Kami menunjukkan bahwa kopling hiperhalus dapat memediasi penerapan torsi spin-orbit yang bekerja pada spin nuklir. Dalam komputasi kuantum, spin nuklir merupakan kandidat untuk qubit. Karena qubit memiliki potensi untuk miniaturisasi memori, penerapan spin nuklir melalui torsi spin orbit nuklir dapat mengarah pada miniaturisasi lebih lanjut perangkat spintronik.

A.B. Cahaya, A.O. Leon, and M.H. Fauzi, “Spin-orbit torque on nuclear spins exerted by a spin accumulation via hyperfine interactions”, Nanoteknologi 34, 505001 (2023)

Kopling spin-orbit pada antarmuka magnetik menghasilkan efek magnetoelektrik dan memungkinkan bias pertukaran

Bias pertukaran adalah anisotropi magnetik searah yang sering muncul dari interaksi antarmuka lapisan feromagnetik dan antiferomagnetik. Kami menunjukkan bahwa kopling spin-orbit dalam heterostruktur magnetik, seperti La2/3Sr1/3MnO3|LaAlO3|SrTiO3 dapat menyebabkan bias pertukaran melalui efek magnetoelektrik antarmuka. Efek magnetoelektrik antarmuka disebabkan oleh kopling spin-orbit yang muncul dari simetri sistem yang rusak. Kami menunjukkan bahwa bias pertukaran dapat dikontrol oleh medan listrik.

A.B. Cahaya, A.A. Anderson, A. Azhar, and M.A. Majidi,”Electrically controllable exchange bias via interface magnetoelectric effect”, IEEE Trans. Magn. 59 (11) 1300304 (2023)

Kepadatan spin terpilin menghasilkan interaksi magnetik anisotropik.

Interaksi spin -kebanyakan magnet mini- dapat bersifat isotropik atau anisotropik, yang terakhir menghasilkan orientasi spin yang terpilin. Artikel ini menemukan penjelasan sederhana tentang interaksi anisotropik yang disebut Dzyaloshiskii-Moriya dalam logam. Model ini didasarkan pada dua spin atom; salah satunya berat, seperti lantanida. Akibatnya, orientasi spin muncul dalam elektron logam dan tegak lurus terhadap spin atom. Kami menyebutnya sebagai Dzyaloshisnkii-Moriya Spin-Density (DM-SD). Ketika atom magnetik tambahan dipertimbangkan, DM-SD memediasi interaksi mereka, mirip dengan medan magnet kutub magnet besar, atau polarisasi isotropik dalam logam yang menghubungkan spin jauh. Gambar tersebut menunjukkan tiga spin (salah satunya, Jf, lantanida) dan DM-SD (peta warna dan panah kecil) memediasi pertukaran mereka.

A.B. Cahaya and A.O.Leon, “Dzyaloshinskii-Moriya spin density by skew scattering”, Phys. Rev. B 106, L100408 (2022)

Dalam kimia, pencampuran orbital atom membentuk hibridisasi orbital. Hibridisasi orbital membantu menjelaskan bentuk molekul. Dalam atom karbon, misalnya, orbital s dan p membentuk hibridisasi orbital s-p. Dalam teori pita keadaan padat, hibridisasi orbital juga dapat terjadi. Misalnya, dalam model pengotor Anderson, pengotor dalam lautan elektron konduksi dimodelkan sebagai orbital terlokalisasi dan orbital keliling. Hibridisasi orbital memungkinkan interaksi antara pita. Dalam artikel ini, kami mempelajari fenomena pembangkitan arus spin di antarmuka bahan magnetik dan logam berat. Logam berat dapat dijelaskan menggunakan model Anderson umum dengan hibridisasi orbital s-d. Dengan membandingkan data berbagai logam berat, kami menunjukkan bahwa hibridisasi orbital s-d meningkatkan pembangkitan arus spin.

A.B. Cahaya, R.M. Sitorus, A. Azhar, A.R.T. Nugraha, and M.A. Majidi, “Enhancement of spin-mixing conductance by s-d orbital hybridization in heavy metals”, Phys. Rev. B 105 211438 (2022)

 

Pembangkitan arus spin berdasarkan momen orbital

Karena redaman intrinsiknya yang rendah, garnet besi tanah jarang sering digunakan sebagai generator arus spin. Sebenarnya, garnet besi tanah jarang bersifat ferrimagnetik dengan kisi-kisi magnetik yang digabungkan secara antiferomagnetik. Di sini, garnet besi tanah jarang dijelaskan dengan dua sub-kisi magnetik yang digabungkan secara tukar. Momentum sudut tanah jarang mengurangi konduktansi pencampuran spin dan magnetisasi. Momentum sudut orbital tanah jarang meningkatkan rasio giromagnetik. Pemompaan spin sebanding dengan perbedaan momentum sudut orbital dan spin.

(siswa dari Theoretical/Computational Condensed Matter Physics Research Group, dll):

 

(siswa dari Exploration and Innovation of Magnetic and Dielectric Materials Research Group, etc) 

Scopus
Google Scholar
  1. F.E.M. Rahangiar, A.B. Cahaya, M.S. Muntini, I. Anshori, and E.H. Hasdeo, “Optimal half-metal band structure for large thermoelectric performance”, Phys. Rev. B 110, 035150 (2024)
  2. M.P.M. Akhir, E. Suprayoga, and A.B. Cahaya, “Stabilization and Helicity Control of Magnetic Skyrmion”, J.Phys. D: Appl. Phys. 57, 165303 (2024)
  3. A.B. Cahaya, A.O. Leon, and M.H. Fauzi, “Spin-orbit torque on nuclear spins exerted by a spin accumulation via hyperfine interactions”, Nanoteknologi 34, 505001 (2023)
  4. A.B. Cahaya, A.A. Anderson, A. Azhar, and M.A. Majidi,”Electrically controllable exchange bias via interface magnetoelectric effect”, IEEE Trans. Magn. 59 (11) 1300304 (2023)
  5. M.S. Ukhtary, A.R.T. Nugraha, A.B. Cahaya, A. Rusydi, and M.A. Majidi, “High-performance Kerr quantum battery”, Appl. Phys. Lett. 123, 034001 (2023)
  6. A.B. Cahaya and A.O. Leon, “Dzyaloshinskii-Moriya spin density by skew scattering”, Phys. Rev. B 106, L100408 (2022)
  7. A.B. Cahaya, R.M. Sitorus, A. Azhar, A.R.T. Nugraha, and M.A. Majidi, “Enhancement of spin-mixing conductance by s-d orbital hybridization in heavy metals”, Phys. Rev. B 105, 211438 (2022)
  8. A.B. Cahaya, “Enhancement of thermal spin pumping by orbital angular momentum of rare earth iron garnet”, J. Magn. Magn. Mater. 553, 169248 (2022) 
  9. M.S. Muntini, E. Suprayoga, S.A. Wella, I. Fatimah, L. Yuwana, T. Seetawan, A.B. Cahaya, A.R.T. Nugraha and E.H. Hasdeo, “Spin-tunable thermoelectric performance in monolayer chromium pnictides”, Phys. Rev. Mater. 6, 064010 (2022)
  10. A.B. Cahaya, A. Azhar, D. Djuhana and M.A. Majidi, “Effect of interfacial spin mixing conductance on gyromagnetic ratio of Gd substituted Y3Fe5O12“, Phys. Lett. A 437, 128085 (2022)
  11. A.B. Cahaya, “Adiabatic limit of RKKY range function in one dimension”, J. Magn. Magn. Mater. 547, 168874 (2022).
  12. A.B. Cahaya and M.A. Majidi, “Effects of screened Coulomb interaction on spin transfer torque”, Phys. Rev. B 103, 094420 (2021)
  13. A.B. Cahaya, A.O. Leon, M.R. Aliabad and G.E.W. Bauer, “Equilibrium current vortices in simple metals doped with rare earths”, Phys. Rev. B 103, 064433 (2021)
  14. A.B. Cahaya, A. Azhar and M.A. Majidi, “Yukawa potential for realistic prediction of Hubbard and Hund interaction parameters for transition metals”, Phys. B Condens. Matter 604, 412696 (2021)
  15. A.O. Leon, J.D.E. Castro, J.C. Retamal, A.B. Cahaya and D. Altbir, “Manipulation of the RKKY exchange by voltages”, Phys. Rev. B 100, 014403 (2019)
  16. C.N. Rangkuti, A.B. Cahaya, A. Azhar, M.A. Majidi and A. Rusydi, “Manifestation of charge/orbital order and charge transfer in temperature-dependent optical conductivity of single-layered Pr0.5Ca1.5MnO4”, J. Phys. Condens. Matter 31, 365601 (2019)
  17. A.O. Leon, A.B. Cahaya and G.E.W. Bauer, “Voltage control of rare-earth magnetic moments at the magnetic-insulatorーmetal interface”, Phys. Rev. Lett. 120, 027201 (2018)
  18. A.B. Cahaya, A.O. Leon and G.E.W. Bauer, “Crystal field effects on spin pumping”, Phys. Rev. B 96, 144434 (2017)
  19. A.B. Cahaya, O.A. Tretiakov and G.E.W. Bauer, “Spin Seebeck power conversion”, IEEE Trans. Magn. 51, 0800414 (2015)
  20. A.B. Cahaya, O.A. Tretiakov and G.E.W. Bauer, “Spin Seebeck power generators”, Appl. Phys. Lett. 104, 042402 (2014)