Thickness Dependence of Microwave Permeability in CoFeHfO Thin Films

The microwave permeability was measured in order to analyze the thickness dependence of loss properties in CoFeHfO thin films with varying thickness of t = 57~1368 nm. A single resonance peak (P1) at 2.95 GHz was appeared in the samples with thickness less than 405 nm, while second resonance peak (P2) at 547MHz was additionally appeared in the samples with thickness greater than 405 nm. The P2 was originated by the angle distribution of the easy axis, which was confirmed from the measured results of the change of imaginary permeability with applied magnetic field in the sample of 1368 nm thickness and low field torque curves. If the second peaks can be reduced by minimizing the angle distribution of the easy axis, the CoFeHfO thin films with thickness greater than 400 nm can be used for the compact microwave devices operated at up to 2 GHz ranges.

CoFeHfO 박막 재료의 두께에 따른 마이크로파 투자율 특성

본 연구에서는 비정질 CoFeHfO 박막 재료의 두께 변화에 따른 고주파 손실 특성을 분석하기 위하여 57~1368 nm 두께의 CoFeHfO 박막 재료에 대해 마이크로파 투자율 특성을 분석하였다. 두께가 405 nm이하에서 허수부 투자율은 2.95 GHz에서 하나의 공진주파수를 보이지만, 405 nm 이상에서는 2.97 GHz와 547 MHz에서 두 개의 공진주파수를 보인다. 저자장하에서 측정한 토오크 곡선 결과로부터 547 MHz에서 발생되는 공진주파수는 CoFeHfO 재료의 자화 용이축들의 각도 분포에 기인하는 것으로 자기장의 세기에 따라서 급격하게 감소하는 특성을 보인다. 따라서 두께가 400 nm 이상의 CoFeHfO 박막 재료를 2 GHz 대역에서 작동하는 초소형 마이크로파 부품에 적용하기 위해서는 자화 용이축의 분포각도를 최소화시켜야 한다.