• 제목/요약/키워드: 스핀파 공명

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CoFeB 박막 재료에서 강자성 및 스핀파 공명 신호 분석 (Analysis of Ferromagnetic and Spin Wave Resonance Signals in CoFeB Thin Films)

  • 김동영;윤석수
    • 한국자기학회지
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    • 제24권6호
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    • pp.165-170
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    • 2014
  • 본 연구에서는 두께가 다른 비정질 CoFeB 박막 재료에서 측정한 강자성 및 스핀파 공명 신호를 비교 분석하였다. 강자성 공명 자기장($H_{FMR}$)은 두께에 거의 무관하게 일정한 값을 갖는 반면 스핀파 공명 자기장($H_{SWR}$)은 CoFeB의 두께에 의존하는 스핀파 모드들에 대한 이론 값과 일치하였다. 수평면에서 자기장 각도에 따른 $H_{FMR}$ 측정 결과로부터 CoFeB 재료의 일축이방성 자기장은 37 Oe였다. 한편 $H_{SWR}$$H_{FMR}$과 동일한 각도 의존성을 보였으며, 스핀파 공명 신호의 크기는 강자성 공명 신호에 비하여 약 5.7배 증가하였다. 이러한 증가는 비정질 재료의 작은 감쇠 상수에 의한 저감이 작은 스핀파의 진행 특성 및 균일한 자화에 의한 이상적인 정상파 형성 조건에 기인함을 알 수 있었다.

자성 박막에서 여기되는 스핀파 거동 (Behavior of Spin Waves Excited in Magnetic Thin Film)

  • 한기평;손영준;백문철;조경익
    • 한국자기학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.86-92
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    • 2000
  • 자성 박막 표면에서의 일축 자기이방성을 고려한 자화의 경계조건을 Maxwell 방정식과 자화에 대한 Gilbert 방정식을 동시에 만족하는 해에 적용하여 자성박막에서 여기되는 스핀파 공명신호에 대한 모의실험을 수행하였다. 공명신호에 영향을 주는 물리량은 박막두께, 교환강성 상수, 표면 자기이방성 상수, 포화자화, 감쇠 상수, 전기비저항 등이며, 이러한 물리량들이 자성 박막에서 여기되는 스핀파 거동에 미치는 영향을 공명흡수선의 공명자기장, 선폭, 세기로 구분하여 조사하였다.

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다결정 $Ni_{83}Fe_{17}$ 합금박막에 대한 스핀파 특성의 열처리 효과 (Annealing Temperature Dependence of the Spin Wave for Polycrystalline $Ni_{83}Fe_{17}$ Thin Films)

  • 백종성;김약연;이성재;임우영;이수형
    • 한국자기학회지
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    • 제5권6호
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    • pp.968-973
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    • 1995
  • 고주파 마그네트론 스파터링 방법으로 제작한 다결정 $Ni_{83}Fe_{17}$ 합금박막의 열처리 효과를 고찰하기 위하여 제작된 시료를 $135^{\circ}C,\;225^{\circ}C$의 공기분 위기 및 $160^{\circ}C,\;220^{\circ}C,\;330^{\circ}C,\;390^{\circ}C\;및\;420^{\circ}C$의 아르곤 분위기에서 각각 1시간씩 열처리한 후, 강자성 공명실험을 통해 스핀파 특성변화를 고찰했다. 정자기장을 박막면에 수직한 방향으로 인가하면서 측정한 강자성 공명실험에서 여러개의 스핀파 모우드가 관측되었는데, 열처리하지 않은 시료와 아르곤 분위기에서 열처리한 시료에서는 홀수모우드만 관측되었다. 공기중 $225^{\circ}C$에서 열처리 한 시료에서는 시료양면의 표면이방성차가 증가하여 짝수모우드의 스핀파도 관측되었다. $420^{\circ}C$의 아르곤 분위기에서 열처리한 시료의 경우, 스핀파들이 높은 자기장 쪽으로 이동하는 모습을 보였는데, 이와같은 현상은 열처리과정에서 시료의 포화자화가 증가했기 때문으로 생각된다. 또한 스핀파들 사이의 간격들이 급격히 좁아지는 경향을 보였는데, 이는 시료내부의 자기적 균일성이 증가하는데 그 원인이 있는 것으로 해석된다.

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Ni-Fe 합금박막의 스핀파 공명 연구 (A study on the Standing Spin Wave Resonance of Ni-Fe Thin Films.)

  • 백종성;서영수;김약연;임우영;이수형
    • 한국자기학회지
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    • 제4권2호
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    • pp.100-105
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    • 1994
  • 대표적인 연자성재료 중의 하나로 알려진 Ni-Fe 합금박막을 고주파 마그네트론 스파터링 장치를 사용하여 제작했다. 박막두께가 Ni-Fe 합금박막의 특성에 미치는 영향을 고찰하기 위하여, 스파터링 시간을 변화시켜 주면서 제작된 시료에 대해 강자성 공명 실험에서 얻은 미분형 공명흡 수곡선을 분석하여, 유효자화 $M_{eff}$, 교환상수(exchange stiffness constant) A, 그리고 분 광학적 분리인자 g를 구했다. 모든 시료에 대해 유효자화는 거의 일정한 값을 보였으나, 교환상수 는 시료의 두께가 증가함에 따라 비교적 큰 증가폭을 나타냈다. 분광학적 분리인자는 시료의 두께 가 증가함에 따라 약간 증가하는 경향성을 보였는데, 이는 스핀자기모멘트에 대한 궤도자기모멘트 의 상대적인 기여가 증가했기 때문인 것으로 생각된다.

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열처리 효과가 CoTi계 박막의 표면자기특성에 미치는 영향 (Annealing Effect of Surface Magnetic Properties in CoTi Thin Films)

  • 김약연;백종성;이성재;임우영;이수형
    • 한국자기학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.38-43
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    • 1997
  • 열처리 효과가 DC 마그네트론 스파터링 방법으로 제작한 $Co_{1-x}$ $Ti_{x}$(X = 0.13, 0.16, 0.21 at.%)계 박막의 표면자기특성에 미치는 영향을 조사하기 위하여, 제작된 시료를 150 .deg. C, 175 .deg. C, 200 .deg. C, 225 .deg. C 및 250 .deg. C의 공기 분위기에서 각각 1 시간씩 열처리한 후, 강자성 공명 실험을 통해 관측된 스핀파 공명 흡수선의 거동을 고찰했다. 모든 시료에 대해 다수의 volume mode 스핀파와 한 개 또는 두 개의 surgace mode 스핀파가 관측되었는데, 대체적으로 이와같은 현상은 시료 양면의 표면이방성이 0보다 작은 경우에 나타나는 특성이다. 열처리 온도가 150 .deg. C에서 250 .deg. C로 증가함에 따라 $K_{s2}$는 -0.11 erg/c $m_{2}$에서 -0.25 erg/$cm^{2}$로 미약하게 감소했으며, $K_{s1}$은 0.16 erg/$cm^{2}$에서 -0.53 erg/$cm^{2}$로 변화하는 모습을 보였다. 이와 같은 현상은 저온 열처리 과정(150 .deg. C ~ 200 .deg. C) 에서 공기쪽 표면층에 존재하는 Ti이 산화하여 공기쪽 표면층의 Co함량이 증가했고, 고온 열처리 과정 (225 .deg. C ~ 250 .deg. C)에서 Co 원자가 확산하므로서 나타나는 현상으로 해석된다.석된다.

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전기 도금법으로 제작한 Ni 박막의 강자성 공명 선폭 분석 (Analysis of Ferromagnetic Resonance Linewidth in Ni Thin Film Fabricated by Electrodeposition Method)

  • 김동영;윤석수
    • 한국자기학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.60-65
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    • 2014
  • 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.

비정질 $Co_{1-x}Hf_x$ 박막의 강자성 공명 (Ferromagnetic Resonance of Amorphous $Co_{1-\chi}Hf_\chi$ Thin Films)

  • 백종성;김약연;이성재;임우영;이수형
    • 한국자기학회지
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    • 제7권3호
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    • pp.129-133
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    • 1997
  • Hf 함량과 열처리 효과가 $Co_{1-x}$ H $f_{x}$(X=0.16, 0.24 ㅁㅅ.%)계 박막의 자기적 특성에 미치는 영향을 조사하기 위하여, 제작된 시료를 다양한 조건에서 열처리한 후, 강자성 공명 실험을 통해 관측된 강자성 공명 흡수선의 변화를 고찰했다. 모든 시료에 대해 다수의 volume mode 스핀파와 한 개 또는 두 개의 surface mode 스핀파가 관측되었는데, 대체적으로 이와 같은 현상은 시료 양면의 표면이방성이 0보다 작은 경우에 나타나는 특성이다. $Co_{84}$H $f_{16}$박막의 경우 열처리 온도를 225 .deg. C까지 증가시키는 동안 기판과 접촉하는 시료면의 표면 자기이방성 상수 $K_{s2}$는 -0.07 erg/$cm^{2}$에서 -0.32 erg/$cm^{2}$로 감소했으며, 공기와 접촉하는 시료면의 표면 자기 이방성 상수 $K_{s1}$은 0.18 erg/$cm^{2}$에서 -0.47 erg/$cm^{2}$로 변화하는 모습을 보였다. $Co_{76}$H $f_{24}$ 박막에서는 $K_{s2}$는 열처리 온도가 증가함에 따라 -0.31 erg/$cm^{2}$에서 -0.41 erg/$cm^{2}$로 미소하게 감소했으며, $K_{s1}$은 열처리 온도가 225 .deg. C 까지 증가하는 동안 -0.19 erg/$cm^{2}$에서 -0.60 erg/$cm^{2}$로 급격히 감소했다. 대체적으로 CoHf계 박막의 경우 공기와 접촉하는 면의 표면이방성은 열처리 온도와 Hf 함량에 매우 민감한 특성을 보이는데, 이와 같은 현상은 저온 열처리 과정(150 .deg. C ~ 175 .deg. C)에서 공기쪽 표면층에 존재하는 Hf이 산화하여 공기쪽 표면층의 Co 함량이 증가했고, 고온 열처리 과정(200 .deg. C ~ 225 .deg. C)에서 Co 원자가 확산하므로서 나타나는 현상으로 해석된다.다..다.된다.다..다.

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