Manufacture and Evaluation of Reference Samples for Low Magnetic Moment

We have manufactured and evaluated reference samples for the use of low magnetic moment measurements. Before the measurements, SQUID magnetometers were magnetically shielded from external magnetic noise. We considered the purity including magnetic impurities, the optimum thickness, the modification method, and the shape in the preparation of the samples. Three paramagnetic polycrystaline metal plates of Ti, W, and Al with the area of $4mm{\times}6mm$ were prepared finally. The magnetic moments of these three samples are measured very linear up to the field of 5 T without magnetic hysteresis. The temperature deviated ratios of the magnetic moments for Ti, Al, and W from 290 K to 310 K are 0.7, 1.5, and 0.1 %, respectively. The measured magnetic moments for Ti and W samples by our research team are very well agreeable with those by two SQUID magnetometers and a VSM at Quantum Design via international round robin test. The results suggest that the prepared reference samples are well suited for the use in the low magnetic moment measurement with SQUID based magnetometers.

저자기 모멘트용 표준시료 제작 및 성능평가

최근 발전하는 초박막 자기 시료의 정확한 자기 모멘트 측정을 위하여 저자기 모멘트 표준 시료를 제작하였다. 정밀한 저자기 모멘트 표준시료를 제작하기 위해서 자력계를 미리 자기잡음으로부터 차폐시켰고, 시료준비과정에서 강자성 불순물을 고려한 시료의 순도, 절단 방법, 시료의 모양과 두께 등을 고려하였다. 본 연구에서는 SQUID 자력계를 이용한 자기 모멘트 측정에 적합하게 $4mm{\times}6mm$ 면적을 갖는 Al, Ti과 W로 된 판상형 시료 3 개를 준비하였다. Pd 금속의 경우는 이미 잘 보정된 실린더형 시료를 사용하였다. 준비된 세 개의 판상형 시료의 경우 50,000 Oe 이내의 자기장영역에서 자기이력현상이 관측되지 않았고 모두 양호한 선형성을 보였다. 290K에서 310K까지의 온도영역에서 Ti, Al, W의 자기모멘트 값의 변화는 각각 0.7%, 1.5%, 0.1% 이내로 작았다. 본 연구에서 준비된 각각의 시편에 대해 자기모멘트 값을 결정하였으며, round robin test를 통하여 측정값의 신뢰도를 확인하였다. 그 결과 본 연구에서 제작한 표준시료는 저자기 모멘트 측정에 편리하고 적합하게 활용될 수 있음을 알 수 있었다.