Abstract
We obtained resonance field ($H_{res}$) and linewidth (${\Delta}H_{PP}$) from measured ferromagnetic resonance signal in the functions of polar angle (${\Theta}_H$) in Ni thin film of 240 nm thickness fabricated by electrodeposition method. The angular dependence of $H_{res}$ was well fitted with the calculated ones. We confirmed that the g-factor and effective demagnetization field were 2.18 and 445 emu/cc by the theoretical analysis of the resonance field, respectively. The angular dependence of ${\Delta}H_{PP}$ showed very large values at in-plane direction (${\Theta}_H=90^{\circ}$), which could not explained by the homogenous linewidth due to the Gilbert damping and inhomogeneous linewidth due to the angular variations and magnetization variations by the surface layer. Therefore, we considered the spin wave scattering (two magnon scattering) process in order to analyze the measured inhomogeneous linewidth, which was appeared in thicker film than the critical thickness of 50 nm. The defect medicated spin wave scattering played a key role in the electrodoposited Ni thin film of 240 nm thickness.
전기 도금법으로 제작한 Ni 박막(240 nm)의 자기장 각도에 따른 강자성 공명 신호를 측정하여 공명 자기장($H_{res}$) 및 선폭(${\Delta}H_{PP}$)을 도출하였다. 자기장 각도에 따른 $H_{res}$는 이론적인 분석 결과와 일치하였으며 이들 결과로부터 제조된 Ni 박막의 g-factor는 2.18임을 확인하였다. 자기장 각도에 따른 ${\Delta}H_{PP}$는 박막의 수평 방향에서 매우 큰 값을 나타냈으며, 이러한 특성은 Gilbert 감쇠에 기인하는 균일한 선폭 특성과 약 1 nm의 표면에서 나타나는 자구들의 각도 변화 및 자화량 변화에 기인하는 비균일한 선폭 특성으로는 설명되지 않았다. 따라서 본 연구에서는 박막의 두께가 10 GHz에서 임계 두께(약 50 nm) 이상으로 증가하면 나타나는 two magnon scattering 이론을 적용하여 비균일한 선폭 특성을 분석하였다. 이러한 분석 결과로부터 전기 도금법으로 제작한 240 nm 두께를 갖는 Ni 박막에서 각도에 따른 비균일한 선폭 변화의 주요한 원인은 재료 내부 결함들에 의한 스핀파 산란이었음을 알 수 있었다.
