• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.20 no.5
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• pp.201-205
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• 2010

X-ray magnetic circular dichroism (XMCD) has been used as an important tool of magnetics due to its unique abilities to measure element-specific magnetic properties and to separate the orbital and the spin magnetic moments. These abilities allow researchers to access the microscopic origin of the magnetic properties of transition metal and rare earth compounds. In this report, I explain the principle of XMCD and the experimental set-up. Recent a few research examples using XMCD will be also introduced.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.17 no.5
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• pp.194-197
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• 2007

Understanding the spin polarization (P) has been an ongoing research challenge. The $Co_{1-x}Mn_x$ (x=0.27, 1) and $Co_{1-x}Fe_x$ (x=0, 0.5, 1) films were prepared using UHV-MBE system. For these films, the magnetic properties and spin polarization were investigated using SQUID and Meservey-Tedrow technique, respectively. Although measured P is uncorrelated to the bulk magnetic moment (M) in Co-Fe and Ni-Fe alloy films, it correlates with M in some alloys such as Co-Mn and Ni-Cu. The results can be understood by the tunneling currents made up of the hybridized sp-d electrons near the Fermi-energy level. Our work shows the feasibility to tailor new materials with large P values.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.81-81
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• 2012

XMCD (X-ray Magnetic Circular Dichroism)는 원형 편광 X-선의 helicity 방향이 시료의 자화 방향과 평행, 또는 반평행할 때 시료의 색이 바뀌는 현상, 즉 흡수율이 달라지는 현상이다. XMCD측정이 가지는 장점은 첫째, 이 실험이 특정 원소의 흡수선에서 이루어지기 때문에 시료 전체에서 특정 원소에 의한 자기적 성질을 분리해서 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 같은 원소라 하더라도 다른 화학적 환경에 있는 원자들의 자기적 성질의 분리가 가능하다는 점이다. 이러한 성질로 인해 XMCD는 다른 원소들로 이루어진 다층 박막(GMR, TMR 등의 자기저항박막 구조물)의 층별 자기적 성질 연구 및 신자성물질의 자기적 성질의 고유성 연구에 많이 이용되었다. XMCD가 가지는 두 번째 장점은 sum rule을 통하여 자기 모멘트의 두 가지 성분인 궤도 모멘트(orbital moment)와 스핀 모멘트(spin moment)의 구별이 가능하다는 점이다. 이러한 장점은 수직자기 메모리 연구 및 스핀과 격자 간의 상호작용이 중요한 역할을 하는 다강체 등의 연구에 많이 이용되어 왔다. XMCD 측정이 또 다른 장점이 될 수 있는 것은 표면에 대단히 민감하다는 점이다. VSM, SQUID 등의 측정방법으로는 시료의 체적이 대단히 작은 수 ${\AA}$ 정도의 초박막에 대해서는 충분한 민감도를 가질 수 없다. 그러나, XMCD의 측정 깊이는 수십 ${\AA}$ 정도로 표면에 민감하기 때문에 이러한 초박막에 대해서도 충분한 민감도를 가질 수 있어서 SMOKE(Surface Magneto-Optical Kerr Effect)와 표면 자성연구에 있어서 독보적인 장치로 이용되어 왔다. 이러한 장점으로 인해 XMCD는 1990년대 이후 분광학적으로 활발히 이용되어 왔을 뿐만 아니라, 대단히 빠르고 신호가 큰 현상이기 때문에 최근 들어서는 자구(magnetic domain) 관찰 등을 목적으로 한 자기 현미경 및 자기현상의 동역학 연구에도 많이 응용되고 있다. 이 강연에서는 이러한 X-선 자기 원형 이색성 현상의 원리 및 실험 방법 등을 설명하겠다. 또한 몇 가지 X-선 자기 원형 이색성을 이용한 최근 몇 가지 연구도 소개하려 한다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.4 no.1
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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.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.24 no.2
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• pp.91-100
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• 1980

A formula for calculation of the magnetic moments for octahedral $[Ti(III)A_3B_3]$ type complexes with axial symmetry has been developed and the magnetic moments for these complexes are calculated, using the experimental values of the distortion parameters$({\delta})$, spin-orbit coupling constants and orbital reduction factors. The calculated magnetic moments for axially distorted octahedral $[Ti(III)A_3B_3]$ type complexes are in resonable agreement with the experimental valuest It is found that the calculated magnetic moments decrease as the extent of axial distortion increases and the orbital reduction factor decreases. A calculation method of the magnetic moments for octahedral $[Ti(III)A_3B_3]$ type complexes which are in a ligand field of lower than axial symmetry has also been developed and the structure of distorted octahedral $[Ti(III)A_3B_3]$ type complexes are discussed on the basis of the of the calculated magnetic moments.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.184-184
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• 2011

반도체 전자 소자의 초고집적회로(VLSI, Very Large Scale Integrated Circuit)가 수년간 지속됨에 따라 실리콘 기반으로 하는 MOSFET 성능의 한계에 도달하게 되었다. 재료 물성, 축소, 소자 공정 등에 대한 원인으로 이를 극복하고자 하는 재료와 성능향상에 관한 연구가 진행되고 있다. 이에 기존 시스템의 전자의 전하 정보만을 응용하는 것이 아니라 전자의 스핀 정보까지 고려하는 스핀트로닉스 연구분야가 주목을 받고 있다. Spin-FET는 스핀 주입, 스핀 조절, 스핀측정 등으로 나뉘어 연구되고 있으며 이 중 스핀 주입의 효율 향상이 우선시 해결되어야 한다. 일반적으로 스핀 주입 과정에서 소스가 되는 강자성체와 스핀 확산 거리가 긴 반도체 물질과의 Conductance mismatch가 문제되고 있다. 이에 자성 반도체는 근본적인 문제를 해결하고 반도체와 자성체의 특성을 동시에 나타내는 물질로써, Si과 Ge (4족) 등의 반도체뿐만 아니라, GaAs, InP (3-5족), ZnO, ZnTe (2-6족) 등의 반도체 또한 많은 연구가 이루어지고 있다. 자성 반도체에서 해결해야 할 가장 큰 문제는 물질이 자성을 잃는 Curie 온도를 상온 이상으로 높이는 것이다. 이에 본 연구는 전이금속이 도핑된 4족 Si 반도체 박막을 성장하고 후처리 공정을 통하여 나타나는 구조적, 자기적 특성을 연구하였다. 펄스 레이저 증착 방법을 통하여 p-type Si 기판위에 전이금속 Fe이 도핑된 박막을 500 nm 로 성장하였다. 성장 온도는 $250^{\circ}C$로 하였고, 성장 분압은 $3 {\times}10^{-3}$Torr 로 유지하며 $N_2$ 가스를 사용하였다. 구조적 결과를 보기 위해 X선 회절 분석과 원자력 현미경 결과를 확인하였고, 자기적 특성을 확인하기 위해 저온에서 초전도 양자 간섭계로 조사하였다. XRD를 통해 (002)면, (004)면의 Si 기판 결정을 보았으며, Fe 관련된 이차상이 형성됨을 예측해 보았다. ($Fe_3Si$, $Fe_2Si$ 등) 초전도 양자 간섭계에서 20 K에서 측정한 이력 현상을 관찰하고, 온도변화에 따른 전체 자기모멘트를 관찰하였으며 이는 상온에서도 강자성 특성이 나타남을 확인하였다.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.12 no.3
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• pp.103-108
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• 2002

We investigated magnetoresistance(MR) and exchange bias properties by annealing in top and bosom type spin valves (SV) with nano-oxide layers (NOL). In top SVs with NOL, MR ratio of 9.2% is obtained after postdeposition annealing at 250$\^{C}$. In bottom SVs with NOL, MR ratio of 10.1 % is obtained after postdeposition annealing at 250$\^{C}$. Therefore, specular reflection of the NOL in bottom SVs is higher than that of the NOL in top SVs. Exchange biasing of bottom SVs with NOL is 28% higher than that of bottom SVs without NOL after annealing. This enhancement of exchange biasing is thought to be due to the reduced magnetic moment of the pinned layer with NOL and enhanced (111) FeMn texture.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.1 no.2
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• pp.1-8
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• 1991

The electronic and magnetic structure of Fe overlayers on W(110) is determined by means of the all-electron local spin density full potential linearized augmented plane wave (FLAPW) method with a single slab approach. Charge and spin densities, magnetic moments, contact hyperfine fields, and layer projected density of states (LDOS) are presented. For bilayer Fe coverage, we find magnetic moments to be 2.90 and 2.30 ${\mu}_B$ for the surface and subsurface Fe layers, respectively, corresponding to a 18% enhancement of the total magnetization compared with the calculated bulk value (2.22${\mu}_B$);For monolayer coverage the moment is 2.56 ${\mu}_B$ which is enhanced by 16% compared to bulk. Unusual changes in the magnetic hyperfine interaction are found in going from a monolayer to a bilayer coverage. Comparison of the results to the theoretical ones of the clean Fe(110) to discuss the hybridization and the negative pressure effects. We discuss our results by comparing them to experimental results.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.21 no.4
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• pp.127-131
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• 2011

In this paper, we study the electronic and magnetic properties of Cr substituted SiTe in the rock-salt structure compound using the full potential linearized augmented plane wave method within the generalized gradient approximation to the exchange correlation potential. Two stoichiometries are studied: $CrSi_3Te_4$ with 25 %, and $CrSiTe_2$ with 50 % Cr substitution. We found, from the total energy calculations, that the equilibrium lattice constant for cubic $CrSi_3Te_4$ is 11.64 a.u. and a = 7.89 a.u. and c = 11.13 a.u. for tetragonal $CrSiTe_2$. The integer value of the calculated magnetic moment per unit cell, $4{\mu}_B$ for $CrSiTe_2$ suggests that this compound is halfmetallic. The magnetic moment per unit cell for $CrSi_3Te_4$ is slightly larger than $4{\mu}_B$. The magnetic moment on Cr atoms are 3.61 and $3.62{\mu}_B$ in the $CrSi_3Te_4$ and $CrSiTe_2$, respectively. The presence of Cr atoms causes that the other atoms become slightly magnetized in both compounds. The electronic properties and the magnetism are discussed with the calculated spin-polarized density of states.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.16 no.4
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• pp.193-196
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• 2006

The magnetic properties of Ni nanowires consisting of one to four atoms are investigated by mean of ab initio spin-polarized density functional calculations. Stability of zigzag-square $Ni_4$ nanowire is larger than $Ni_4$ nanowires with square. The magnetic moment of linear $Ni_1$ is $1.34{\mu_B}/atom$, which is the largest magnitude among moments of five Ni nanowires. The magnetic moment of Ninanowires show to be decreased by increasing the number of atoms in unit cell. The smallest moment is $0.91 {\mu_B}/atom$ for square $Ni_4$ nanowire. The spin polarization of zigzag-square $Ni_4$ nanowire is 32% higher than that of fcc bulk Ni.