Study on the Annealing Effect and Magnetic Properties of a Zn0.7Mn0.3O Film

We report on the annealing effect and ferromagnetic characteristics of Zn$_{0.7}$Mn$_{0.3}$O film prepared by sol-gel method on the silicon (100) substrate using field emission-scanning electron microscopy (FE-SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), X-ray diffractometry (XRD) and superconducting quantum interference device (SQUID) magnetometry. Magnetic measurements show thatZn$_{0.7}$Mn$_{0.3}$O films exhibit ferromagnetism at 5 K revealing the coercive field of ∼110 Oe for as grown sample and 360, 1035 Oe for samples annealed at 700, 800 $^{\circ}C$, respectively. Our experimental evidence suggests that ferromagnetic precipitates of a manganese oxide may be responsible for the observed ferromagnetic behaviors of the film.he film.

열처리 효과에 따른 Zn0.7Mn0.3O박막의 자기 특성 연구

Sol-gel방법으로 합성한 Zn$_{0.7}$Mn$_{0.3}$O박막의 열처리 효과를 알아보기 위하여 X-선 회절(X-ray diffraction)을 이용하여 구조 분석을 실시하였다. 또한 주사전자현미경(FE-SEM)을 이용하여 시료의 topology와 energy dispersive spectroscopy(EDS) 분석을 통해 구성원소를 확인하였고, line scan X-ray mapping으로 위치에 따른 원소 함량 분포를 조사하였다. 또한 초전도양자간섭기(SQUID magnetometer)를 이용하여 열처리 전과 후의Zn$_{0.7}$Mn$_{0.3}$O박막의 5 K에서의 자기이력곡선(hysteresis loop)을 측정하여 열처리에 따른 자기 특성을 조사하였다. 열처리 전 110 Oe였던 보자력이 $700^{\circ}C$, 80$0^{\circ}C$로 열처리한 후에는 각각 360 Oe, 1035 Oe로 증가함을 확인하였다. 실험 결과로부터 본 연구에서 합성한 Zn$_{0.7}$Mn$_{0.3}$O박막이 강자성을 나타내는 원인은 박막 내에 존재하는 망간 산화물에 의한 것으로 판단된다.의한 것으로 판단된다.