Influences of Oxygen Partial Pressure and Annealing Time on Microstructure and Magnetic Properties of Hexagonal Barium-Ferrite Thin Films

Hexagonal Barium-Ferrite 박막의 미세구조와 자기적 특성에 미치는 산소분압과 열처리 시간의 영향

  • 김웅수 (강원대학교 공과대학 신소재공학과) ;
  • 김동현 (강원대학교 공과대학 신소재공학과) ;
  • 남인탁 (강원대학교 공과대학 신소재공학과) ;
  • 홍양기
  • Published : 2000.12.01

Abstract

BaM thin films were prepared by using RF magnetron sputtering system at room temperature, and then successively annealed to crystallize at 850$\^{C}$ using RTA. The structure and magnetic properties of post-annealed BaM films have been investigated using XRD and VSM, respectively. The dependences of partial oxygen gas pressure (Po2) on the characteristics of BaM films were investigated. Although mixing of spinel and BaM phase only was identified in 0.5 mTorr oxygen partial pressure, BaM phase only was identified in the range from 1 to 3 mTorr oxygen partial pressure. The saturation magnetization and perpendicular coercivity of BaM thin films decreases with increase of Po2 in the range of Pot between 0.5 and 3 mTorr.

본 연구에서는 Hexagonal Barium Ferrite(BaM) 박막을 RF magnetron sputtering system을 이용하여 상온에서 증착한후, 85$0^{\circ}C$에서 열처리하여 결정화하였다. XRD pattern을 통해 BaM 박막의 working pressure 10 mTorr에 대한 산소분압(Po$_2$)을 0~3 mTorr가지 변화하여 알아본 결과, 1 mTorr 이하의 산소분압(Po$_2$)에서는 spinel 상과 BaM 상이 함께 형성되었으나, 1 mTorr 이상의 높은 산소분압(Po$_2$)에서는 BaM 상만이 형성되는 것을 알 수 있었다. BaM 박막의 자기적특성을 VSM을 통하여 알아본 결과 산소분압(Po$_2$)이 증가함에 따라 수직보자력은 일정하게 감소를 하였으나 포화자화값은 1 mTorr가지 증가하다 감소하였다. 열처리 시간에 따른 결정화 정도와 특성을 알아본 결과 열처리를 시작한 뒤 10분 이내에 대부분의 특성변화가 일어났으며, 그 이상의 온도에서는 커다란 변화를 일으키지 않음을 알 수 있었다.

Keywords