• 한국자기학회지
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• 제24권2호
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• pp.35-40
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• 2014

본 연구에서는 제일원리계산방법을 이용하여 스핀전달토크(Spin-Transfer Torque: STT) MRAM을 구현하는 데 적합한 물질로 알려진 CoFe 합금 박막의 자성과 자기결정이방성에 대해 계산하였다. CsCl 구조의 CoFe 합금 박막의 자기결정이방성을 계산하기 위해 교환-상관 퍼텐셜은 일반화 물매근사(general gradient approximation: GGA)를 사용하였으며 k-점은 $12{\times}12{\times}1$, 절단 에너지는 400 eV을 사용하였다. CoFe 합금 박막의 층수는 5층으로 하였고 박막 표면이 Co 원자인 경우와 Fe 원자인 경우에 $2.2{\AA}$에서 $3.2{\AA}$까지 범위에서 2차원 격자상수에 따른 박막의 총에너지를 계산하였다. 총에너지 계산 결과에 따르면 Co 표면의 CoFe 5층 박막의 총에너지는 $2.45{\AA}$와 $2.76{\AA}$의 두 2차원 격자상수에서 극소치를 가지는데 fcc 형 결정구조를 가지는 $2.45{\AA}$의 2차원 격자상수 박막이 bcc 형 결정구조를 가지는 $2.76{\AA}$ 2차원 격자상수 박막보다 약 160 meV 차이로 더 안정함을 알 수 있었다. 반면 Fe 표면의 CoFe 5층 박막은 상당히 복잡한 총에너지 계산 결과를 보여 주는데 이는 Fe 표면의 CoFe 5층 박막은 복잡한 자성 구조를 가지기 때문일 것으로 판단된다. $2.45{\AA}$의 Co 표면의 CoFe 5층 박막은 표면에 평행한 자기결정이방성을 가지는 반면, $2.76{\AA}$일 때는 표면에 수직한 자기결정이방성을 가지는 것으로 계산되었다.

• 한국자기학회지
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• 제17권5호
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• pp.183-187
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• 2007

다강체 물질인 망간 산화물 $YMn_{2-x}Fe_xO_5$ (x = 0.00, 0.01)를 졸-겔법을 이용하여 합성하였다. 결정학적 및 자기적 성질을 알아보기 위해 x-선 회절기, 고 분해능 중성자 분말 회절기, 진동 자화율 측정기를 이용하였으며, 전기적 성질은 Physical Property Measurement System(PPMS)를 사용하여 연구하였다. x-선 회절 분석 결과 $YMn_2O_5$ 시료의 결정구조는 격자상수 $a_0=7.275\;{\AA},\;b_0=8.487\;{\AA},\;c_0=5.674\;{\AA}$을 갖는 단일상의 orthorhombic 구조로 분석 되었고, Fe가 치환됨에 따른 격자상수의 변화는 없었다. $YMn_2O_5$의 중성자 회절 실험 결과 다강체 특성이 발현되는 온도($T_2=18K$)에서 격자상수의 변화 및 자기 구조에 의해 나타나는 회절 피크가 변화하는 모습을 확인하였다. 또한 우리는 뫼스바우어 분광법을 이용한 전기 사중극자 분열값의 확인을 위하여 $YMn_{1.99}Fe_{0.01}O_5$를 합성하였고 $YMn_2O_5$와 $YMn_{1.99}Fe_{0.01}O_5$의 물리적 특성의 변화는 없는 것으로 확인하였다[1]. $T_2$에서 전기 사중 극자 분열값의 변화가 확인된 $YMn_{1.99}Fe_{0.01}O_5$ 시료의 유전상수 및 자화율 그래프를 통하여 다강체 특성이 서로 연관되어 상호작용을 함을 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.308-308
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• 2011

6.48 ${\AA}$의 격자 상수를 갖는 InSb 물질은 0.17 eV의 낮은 에너지 밴드갭과 78,000 cm2/Vs의 전자 이동도를 갖는 물질로서 고속의 자성 센서소자, 장파장의 광 검출기 그리고 고속 전자소자 등의 분야에서 많은 주목을 받고 있다. 그러나, 전기적 특성이 우수한 InSb 물질을 소자로 구현하는데 있어서 큰 어려움이 있다. InSb와 격자 크기가 잘 맞으면서 절연이 우수한 기판의 부재가 가장 큰 문제가 되는 부분이다. 즉, 격자 부정합을 최소화하며 동시에 절연기판을 사용함으로써 소자의 특성을 잘 살려야 하는 것이다. 이러한 이유로 인하여 InSb 기반의 소자가 널리 사용되지 못하고 있는 것이다. 현재 범용으로 사용하고 있는 기판은 격자 부정합이 14%인 GaAs, 11%의 InP 그리고 18%의 Si 등이 있다. 이번 발표에서는 GaAs 기판 위에 격자 부정합을 최소화하여 InSb 박막을 최적화 시켜 성장하는 방법에 대해서 소개하고자 한다. InSb 박막 성장하는데 있어 논문으로 보고된 여러 가지 방법들이 있다. 기판과의 격자 부정합을 줄이기 위하여 저온-고온 (L-T)의 의한 메타몰픽(metamorphic) buffer 층을 성장 후 InSb 박막을 성장하는 방법[1] 그리고 단계별 buffer를 성장하는 방법[2] 등을 통해서 많은 진보가 있었다. 하지만, 우리는 GaAs 기판 위에 AlSb 박막을 성장 하면서 동시에 In과 Al의 양을 서서히 변화시키는 grading 기술을 사용하였다. 즉, 물질 각각의 격자상수를 고려하여 GaAs (기판)-AlSb-InAlSb-InSb로 변화를 주어 격자 부정합이 최소가 되도록 하여 만들어진 buffer 위에 InSb 층이 만들어 지도록 하여 GaAs 기판 위에 InSb 박막을 성장 할 수 있었다. grading 기술을 이용하여 만들어진 buffer 위에 성장된 0.3 um의 InSb 박막 층은 상온에서 전자 이동도가 약 38,000 cm2/Vs에 이르는 것을 확인하였다. InSb 박막의 두께가 약 1 um 되어야 30,000 cm2/Vs 이상의 전자 이동도를 얻을 수 있다고 많은 논문을 통해서 보고 되고 있으나 우리는 단지 0.3 um의 InSb 박막두께에서 이와 같은 전기적인 특성을 확인하였기에 이상과 같이 보고 하고자 한다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.297-302
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• 1998

유한요소법을 이용하여 스프링으로 연속 지지되고 축방향 하중이 작용하는 핵연료봉의 자유진동 해석올 수행하였다. 본 해석에는 지지격자 지지점에서 핵연료봉의 변위가 구속되지 않는 실제 경계조건을 반영하였다. 이러한 경계조건은 지지점 스프링 상수에 의하여 핵연료봉 해석모델의 탄성항이 약화되는 현상을 반영할 수 있어서 지지점이 구속된 기존의 모델보다 고유진동수를 작게 예측한다. 스프링 상수가 어떤 임계값 이하를 갖는 경우 고유진동수 뿐만 아니라 모드형상도 크게 변하기 때문에 지지점을 구속한 모델에 의한 해석은 실제 진동현상을 상당히 왜곡 할 수 있다. 핵연료봉에 작용하는 축방향력이 인장력에서 압축력으로 감소함에 따라 고유진동수도 감소하지만 핵연료봉의 고유형상은 변하지 않았다. 지지격자 스프링 상수의 점진적인 감소와 핵연료봉 축방향 압축력의 감소를 동시에 적용하는 경우 고유 진동수는 두 변수를 별도로 적용했을 때 얻은 최소값의 변화에 따르는 경향을 나타내었다.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제10권8호
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• pp.843-851
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• 1997

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.233-233
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• 2012

위상절연체(Bi2Te3)와의 격자상수 불일치 비율이 서로 다른 Si (111)와 Ge (111) 기판을 선택하여 Bi3Te3 박막의 성장 조건을 찾고 이에 따른 특성 분석을 수행하였다. 시료 제작은 초고진공 분위기에서 MBE를 이용하였고, AFM, XRD와 XPS로 각각 구조적 변화, 결정 상태 및 화학적 상태를 분석하였다. 우선 Si 위에 형성된 Bi2Te3의 경우, 초기 박막이 형성된 후, 증착 시간이 증가함에 따라 섬(island)모양의 구조물들이 step edge 부분에 분포되는 모습을 AFM 이미지에서 확인하였다. 형성된 박막의 스텝 단차는 약 1 nm 또는 이 값의 정수 배였고, 이것은 Bi2Te3 unit cell의 quintuple layer (QL) 값과 일치하였다. 또한 측정된 XRD pattern으로 Bi2Te3가 hexagonal 구조의 c-축에 따라 결정성이 이루어졌음을 확인할 수 있었다. XPS 스펙트럼에서는 Bi 4f가 높은 에너지 방향으로 2.3 eV, Te 3d는 낮은 에너지 방향으로 약 0.7 eV 만큼 구속 에너지의 화학적 이동이 나타남을 알 수 있었다. 이러한 결과는 Si 위에 Bi2Te3 박막이 높은 결정성을 가지고 형성되었다는 것을 의미한다. 또한 Si (111) 기판보다 Bi2Te3 결정과 격자상수 불일치의 비율이 상대적으로 작은 Ge (111)을 기판으로 하여 Bi2Te3 박막을 성장시켜 두 표면에서의 박막 성장의 특성을 비교, 논의할 것이다.

• 한국재료학회지
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• 제4권1호
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• pp.55-62
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• 1994

Co(A $I_{1- X}$C $u_{X}$ ) (0$\leq$0.40)합금계의 결정구조 및 자기적 특성을 X-선 회절분석기, 주사전자현미경 그리고 진동 시료형 자력계를 이용하여 조사하였다. X-선 결정구조 및 상분석 결과, 전조성 범위에서 주상은 격자상수가 약 2.86$\AA$인 규칙화한 B2(CsCI)구조를 가지고 있었으며, x $\geq$0.10범위에서는Cu함량이 많은 제 2상이 존재하였고 격자상수가 약 3.63$\AA$인 FCC 구조이었다. 자화측정결과 x $\geq$0.25범위에서는 강자성, x$\leq$0.10에서는 상자성 그리고 x=0.15, 0.20에서는 초상자성의 특성을 나타내었다. Cu함량(x)이 증가함에 따라 자화값은 증가하는 현상을 보여주었다. 본 합금계의 측정한 분자당 스핀자기 모멘트 값은 국부환경모델을 이용하여 각 조성에서 계산된 Co원소에 대한 스핀자기 모멘트 값과 잘 일치함을 보여주었다.다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 추계학술대회 논문집 Vol.19
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• pp.201-201
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• 2006

영구자석은 크게 Hard ferrite와 희토류계 자석, 그리고 Alnico 주조자석으로 구별되어진다. 그동안 Hard ferrite는 산업적으로 전자기 응용제품 또는 각종 구동 모터에 응용되어 왔지만, 최근 Nd계 희토류 자것이 고성능 모터의 소재로 급격히 대체되고 있다. 하지만, 희토류계 원료에 비해 동일 중량 대비 40~60배 가량 저렴한 Hard ferrite의 사용은 현재까지도 꾸준히 유지되고 있으며, 최근 자동차 고성능 모터용 Sr ferrite의 개발이 연구 중이다.[2] 본 연구에서는 제일원리 전산모사를 통하여 HCP 구조의 기본 Unit Cell 64개 원자를 가진 Sr-ferrite의 격자상수를 계산하여 기존 연구결과와 비교하였으며, 자화에너지와 자기모멘트를 계산하였다. 또한 향후 각종 첨가물의 영향에 대한 연구를 위해 기본 구조 및 치환 구조에 대해 고찰하였다. 그 결과 가장 안정한 에너지를 갖는 격자상수는 a=5.88, b=23.03으로 계산되어 Kimura et al의 측정 결과와 유사한 결과를 얻을 수 있었으며, $E_F$가 3.9171, $M_B$는 46.6481로 계산되었다. 항후 Sr-ferrite의 구조에서 Fe atom의 일부를 동일주기 원소인 Cr, Mn, Co, Ni, Cu로 치환하여 자기적 특성을 계산하여 본 연구결과와 비교하고자 한다.

• 한국결정학회지
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• 제13권2호
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• pp.57-62
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• 2002

MgO(001)면 위에 Ti 금속을 증착시킨 후 400℃에서 산소에 노출시킴으로써 헤테로 에피탁시 TiO 막을 성장시켰다. 성장된 TiO막의 원자구조를 비행시간형 직충돌 이온산란 분광법을 사용하여 해석하였다. MgO(001)면에 성장된 에피탁시 TiO막은 다음과 같은 구조를 갖고 있음이 밝혀졌다. Ti및 O 원자가 MgO 원자의 위에 위치하여 면내방향의 격자상수는 MgO의 격자상수와 일치하고, TiO막의 표면은 3차원적 섬 형상이 없는 평활한 구조를 가지고 있다.

• 한국자기학회지
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• 제17권6호
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• pp.246-252
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• 2007

본 논문에서는 출발원료 배합비 및 육성 파라미터가 LPE(Liquid Phase Epitaxy)법으로 육성된 자성 가넷 막의 특성에 미치는 영향을 조사하며, 광 CT의 페러데이 회전자용으로서 적합한 막의 육성 조건을 제시한다. 막을 평가하기 위하여 조사한 특성은 막후, 표면 모폴로지, X선 회절, 격자상수, 막과 기판(단결정 비자성 가넷 웨이퍼)사이의 격자상수의 부정합, 페러데이 회전각 등이었다. 또한, 육성된 자성 가넷 막을 이용하여 광 CT를 제작하고, 성능을 평가했다.