Multiferoik merupakan sifat unik dari suatu material yang menunjukkan dua sifat sekaligus. Yaitu listrik dan magnetik. Sifat ini dapat muncul hanya di beberapa material dengan struktur kristal dan struktur elektronika yang khusus. Misalkan BiFeO3 adalah material multiferoik yang paling sering di pelajari dan dikembangkan karena sifat multiferoiknya dapat muncul dengan baik di suhu ruang.
Hampir semua jenis material multiferoik memiliki sifat multiferoik di bawah suhu ruang. Misalkan, YMnO3 juga merupakan material multiferoik yang memiliki sifat multiferoik dengan polarisasi listrik yang tinggi, namun hanya terjadi di suhu di bawah suhu ruang. Beberapa senyawa berpotensi memiliki sifat multiferoik dengan mekanisme multiferoik yang berbeda-beda. Salah satunya material oksida berdimensi rendah.
Senyawa berdimensi rendah memiliki beberapa kelebihan yang dibutuhkan untuk menghasilkan sifat multiferoik yang baik. Struktur kristal menjadi salah satu faktor utama dalam penentuan sifat multiferoik suatu material. Material dengan struktur kristal anisotropi akan memiliki kemampuan polarisasi yang cukup baik karena terdapat ruang yang cukup untuk membentuk dipol. Material multiferoik juga pada dasarnya merupakan material dielektrik dan material dengan elemen magnetik yang menyebabkan kemudian material ini memiliki kopling antara magnetik dan dielektrik. Untuk itu, pada umumnya material multiferoik merupakan material seramik.
Terdapat beberapa kandidat material seramik yang dapat dimanipulasi menjadi material multiferoik. Salah satunya seramik berbasis elemen kalsium. Namun demikian, material seramik berbasis seramik harus di doping dengan elemen magnetik, sehingga material ini memiliki sifat magnetik. Salah satu pengembangan material seramik berbasis kalsium adalah Ca3NiMnO6. Material ini tergolong masih relatif baru dalam pengembangannya menjadi material multiferoik. Ca3NiMnO6 merupakan material seramik berbasis kalsium terdoping Ni dan Mn yang merupakan elemen magnetik. Lebih menarik lagi, Ca3NiMnO6 dapat dikatergorikan menjadi material berdimensi rendah. Di mana material ini memiliki rantai MnO dan NiO yang dapat terpolarisasi karena pembentukan dipol elemen Ca yang menyebabkan terbentuknya fenomena multiferoik.
Ca3NiMnO6 adalah material yang cukup stabil dan dapat disintesis dengan metode yang sederhana. Namun demikian, sifat multiferoik dari Ca3NiMnO6 hanya muncul di bawah suhu ruang. Untuk itu, pengembangan Ca3NiMnO6 agar memiliki sifat multiferoik di suhu ruang terus dilakukan. Misalkan dengan melalukan modifikasi struktur dan morfologi material Ca3NiMnO6. Pengembangan material ini juga akan menjadi model pengembangan multiferoik jenis baru dengan struktur yang sama namun dengan elemen yang berbeda.
Pengembangan mutiferoik jenis baru akan membuka peluang terealisasiannya material dengan sifat multiferoik yang dapat muncul di suhu ruang. Material ini dengan sifat seperti ini akan dapat diaplikasikan dengan mudah, misalkan untuk aplikasi divais nanoelektronik. Beberapa pengembangan juga menggunakan multiferoik untuk aplikasi energi. Ca3NiMnO6 dapat memiliki sifat multiferoik di suhu ruang dengan berbagai macam modifikasi sehingga material ini dapat diimplementasikan secara nyata.
Penulis: Tahta Amrillah, Ph.D
Informasi lengkap artikel dapat diakses pada:
