• 한국자기학회지
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• 제27권4호
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• pp.115-122
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• 2017

반강자성체인 IrMn 박막이 삽입된 4가지 다른 유형으로 GMR-SV 다층박막을 Corning glass 위에 이온빔 증착 시스템과 DC 마그네트론 스퍼터링 시스템으로 제조하였다. 모든 박막시료는 진공 열처리 후 측정한 major 및 minor 자기저항(MR) 곡선으로부터 자기적 특성을 조사하였다. IrMn 박막이 삽입된 상부층의 이중구조(dual-type structure) GMR-SV 다층박막에서 고정층의 교환결합력($H_{ex}$)과 보자력($H_c$), 자유층의 보자력과 상호교환결합력($H_{int}$)은 각각 410 Oe, 60 Oe, 1.6 Oe, 7.0 Oe이었다. 2개의 자유층에 의한 히스테리시스 곡선은 안정된 사각비를 형성하였으며, 자기저항비(MR(%))는 3.7 %와 5.0 %의 합으로 8.7 %이었다. 그리고 평균 자장민감도(MS)가 2.0 %/Oe을 유지하고 있었다. 반면에 IrMn 박막이 삽입된 하부층의 단일구조와 이중구조 GMR-SV 다층박막의 자기적 특성은 IrMn 박막이 삽입된 상부층의 단일구조와 이중구조 GMR-SV 다층박막보다 훨씬 저하하게 나타내었다. 이중구조 GMR-SV 다층박막의 강자성체인 고정층과 자유층의 자화 스핀배열을 서로 반평행 상태에서 독립적인 이중 스핀 의존산란(Spin-dependent Scattering) 효과에 의해 MR은 최대값을 나타내었다.

• 한국자기학회지
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• 제6권1호
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• pp.15-20
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• 1996

Co/Pd와 Co/Pd 다층박막으로 구성된 이중막 시스템에서 direct overwriting을 구현하는데 필수적인 교환결합 (exchange coupling)에 대하여 연구하였다. Co/Pd 및 Co/Pd 다층박막을 수직자성을 가지도록 하기 위하여 Co층의 두께를 4- .angs. 이하로 하여 전자빔 증착법으로 제작한 후 x-ray 회절 실험으로 구조 분석을 하였고, Kerr spectrometer, VSM을 사용하여 자기 및 자기광학적 성질을 조사하였다. 기억막과 기준막으로 구성된 이중막에서는 exchange coupling이 커서 자화반전이 두 박막에서 동시에 일어나며, 두 박막사이에 적당한 두께의 비자성 사이막(non-magnetic spacer)이 존재하는 경우에는 두 박막사이의 교환결합의 크기가 줄어들어서 두 박막의 자화반전이 분리되어 계단식 자화곡선이 생겼다. 또 비자성 사이막이 두꺼우면 두 박막사이의 교환결합이 사라짐이 관찰 되었다. 두 박막사이의 교환결합은 자구 기록 실험을 통해서도 그 존재를 확인할 수 있었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.221-221
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• 2003

본 연구에서는 스핀밸브 다층박막에서 교환 바이어스에 영향을 끼치는 요인 중 하나인 강자성층과 반강자성층사이의 접합 계면에서의 표면 거칠기 [1,2]를 줄이기 위해 현재 반도체 공정에 사용되고 있는 이온빔 에칭 장비를 사용하여 스핀 밸브 다층박막의 씨앗층 에칭에 따른 교환 바이어스를 알아보고자 하였다. 스핀밸브 구조는 강자성층/비자성층/강자성층의 기본구조를 갖는데 이중 하나의 강자성층의 스핀방향이 반강자성층에 의해 고정되는 구조[3]로써 이러한 고정 효과를 교환 바이어스(exchange bias)라 부른다. 교환 바이어스(exchange bias)현상은 강자성과 반강자성의 접합계면에서 강한 상호 교환결합력에 의해 나타나는 현상으로 이러한 교환 바이어스 특성은 하드드라이브의 고밀도 자기헤드소자 및 비휘발성 자기 메모리소자에 응용되어 기존의 자기저항 소자의 특성을 크게 향상시킬 수 있게 되었다.

• 한국자기학회지
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• 제27권4호
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• pp.123-128
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• 2017

PtMn계 스핀밸브(Spin Valve, SV) 다층박막의 하부층 구조를 달리하여 제작된 시료를 열처리 후 측정한 자기저항(magnetoresistance, MR) 곡선과 자기이력 곡선(MH loop)으로부터 얻은 등방성의 자기적 특성을 조사하였다. PtMn층이 없는 스핀밸브 구조의 Glass/Ta(10 nm)/CoFe(6 nm)/Cu(2.5 nm)/CoFe(3 nm)/Ta(4 nm) 다층박막으로 측정한 MR 곡선에서 얻은 교환결합력($H_{ex}$), 보자력($H_c$), 자기저항비(MR(%))는 각각 0 Oe, 약 25 Oe, 3.3 %이었다. Glass/Ta(10 nm)/CoFe(6 nm)/Cu(2.5 nm)/CoFe(3 nm)/PtMn(6 nm)/Ta(4 nm) 다층박막으로 측정한 MR 곡선에서 반강자성체인 PtMn 박막으로 나타낸 효과로 하여금 나비 날개 형태로 얻은 $H_{ex}$, $H_c$, MR(%)는 각각 2 Oe, 316 Oe, 4.4 %이었다. 반강자성체인 PtMn층이 중간층으로 삽입된 이중 GMR-SV 다층박막으로 측정한 MR 곡선과 MH loop에서 얻은 $H_c$는 각각 37.5 Oe과 386 Oe이었으며, MR(%)는 각각 3.5 %와 6.5 %로 2개의 히스테리시스에서 사각비가 뚜렷하게 대칭적으로 나눠져 자기적 특성을 나타내었다. PtMn계 CoFe 스핀밸브 박막의 매우 작은 $H_{ex}$ 값과 미미한 형상이방성을 갖는 효과로 하여금 비등방성을 갖는 자기적 특성을 잃게 되었다. 이러한 결과는 PtMn 박막의 하부층과 상부층에 있는 SV 다층박막에서 각 강자성체의 자화 스핀배열로 일어나는 효과를 나타내었다.

• 한국진공학회지
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• 제20권1호
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• pp.7-13
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• 2011

자기조립화된 Fe/Au 이중층 위에 $L1_0$형 구조를 갖는 FePd 나노 점을 성공적으로 제작하였다. AFM를 이용하여 초기에 편평한 Fe/Au 이중층 박막이 온도가 증가함에 따라서 응집되어 나노 점 구조로 변형되는 것을 확인하였다. 또한 형성된 이중층위에 FePd 다층막을 $300^{\circ}C$, $350^{\circ}C$, $400^{\circ}C$, $450^{\circ}C$에서 각각 증착하였다. 초격자 구조를 갖는 FePd 다층막의 표면형상은 응집현상에 의하여 자기조립화된 이중층의 형상과 유사하였다. XRD 측정결과, $350^{\circ}C$ 이상에서 열처리된 FePd 다층막은 $L1_0$형 구조를 갖는다는 것을 확인하였다. 그리고 박막두께에 따른 XPS 측정결과는 전체 박막의 화학적 조성이 증착순서와 일치하는 것을 보여주었다. 결과적으로 추가적인 식각공정 없이 화학적으로 규칙화된 FePd 초격자 나노 점의 제작에 성공하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.24-24
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• 2010

대형구조물의 구조안정성 진단, 로봇과 같은 지능기계의 제어, 환경오염을 감지하기 위한 센서의 중요성은 날로 증대되고 있다. 이러한 센서의 감도와 성능을 높이기 위해서 소형화, 다기능화, 집적화가 요구되고 있는데, 고성능 센서소자들의 집적화를 위해서 기존에 적용된 벌크형태의 재료들을 박막화하여 다층적층 및 소형화할 필요가 있다. 집적화 센서의 구현에 있어서 전극박막은 센서의 특성을 좌우하는 중요한 역할을 한다. 일반적으로 금속박막이 전극으로 사용되고 있으나 열적 불안정성 및 박리현상의 문제점을 지니고 있다. 따라서 이를 해결하기 위해 전도성산화막을 전극으로 적용하고자하는 연구가 요구되고 있다. 전도성산화막을 전극으로 적용하면 센서소자의 성능이 개선되는 경향이 있다. $Sr_2FeMoO_6$(SFMO) 산화물은 자기장을 인가했을 때 저항이 감소하는 CMR(colossal magnetoresistance) 물질이며 상온비저항이 낮은 것으로 알려져 있다. 이중 페롭스카이트 (double perovskite) 구조를 갖는 $Sr_2FeMoO_6$ 박막은 센서소자의 전극으로 적용 가능할 것으로 생각되어 박막을 제조하고자 하였으며 미세구조와 전기전도 특성을 조사하였다. 박막제조를 위해서는 RF 스퍼터법을 사용하였다. 스퍼터를 위한 타겟은 고상반응법으로 분말타겟을 제조하였다. Ar/$O_2$ 가스 유랑변화, 압력변화, 기판 온도변화가 박막의 상형성 등 박막특성에 미치는 영향을 조사하였다. 기판으로는 $SiO_2$(100nm)/Si 기판을 사용하였다. 증착직후에는 비정질막이 얻어졌으며 SFMO 상을 만들기 위해서는 후열처리가 필요하였는데, 환원성 가스 분위기 [$H_2$(5%)/Ar] 에서 열처리 조건을 최적화하여 이중 페롭스카이트 구조의 단일상 박막을 제조할 수 있었다. SFMO 단일상 박막은 증착시에나 후열처리 시 산소의 억제가 중요함을 알 수 있었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제34권2호
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• pp.181-187
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• 1997

다결정 BaTiO3 박막의 높은 유전상수와 비정질 BaTiO3 박막의 우수한 절연특성을 함께 지닌 적층구조 BaTiO3 박막을 제조하여 적층방법에 따른 전기적 특성을 비교, 평가하였다. BaTiO3 박막은 ITO 투명전전막이 입혀진 유리기판위에 rf=magnetron sputtering방법으로 형성하였으며 적층구조 BaTiO3박막의 제조에는 다결정 BaTiO3 박막의 상부에 기판의 자연 냉각과정중에 비정질층이 형성되는 새로운 적층방법을 사용하였다. 이와같이 제조된 적층박막은 다결정 BaTiO3 박막의 상부에 상온에서 비정질층을 형성시키는 일반적인 적층방법으로 제조한 적층박막에 비하여 높은 단위면적당 정전용량과 유전상수, 우수한 절연특성을 나타내었다. 일반적인 적층방법에 의하여 이중층 구조가 형성되는 반면, 새로운 적층방법으로 제조된 적층박막은 AES depth profile과 전기적 특성 분석을 통하여 비정질/microcrystalline/다결정 구조의 다층구조를 지닌 것으로 확인되었다.

• 한국자기학회지
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• 제4권1호
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• pp.20-24
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• 1994

CoCr/NiFe 이중매체의 기록, 재생특성은 CoCr 기록층뿐만 아니라 NiFe연자성층의 자기적 특성에도 강하게 영향을 받는다. NiFe/Ge의 다층화로 CoCr/NiFe 매체의 기록감도와 재생전압을 증 가시킬 수 있었으며 이것은 연자성층의 높은 투자율과 CoCr기록층의 높은 수직이방성에 기인하였다. 그러나 연자성층의 투자율의 향상이 기록감도의 현저한 향상에 비해 재생전압의 현저한 증가를 가 져오지 못하는데 이것은 유한요소수치해석에서도 확인할 수 있었다. 반면에 NiFe/Ge 다층연자성박 막을 사용한 CoCr/NiFe 매체의 피크이동(peak shift)특성은 NiFe 단층연자성박막을 사용한 CoCr/NiFe 매체에 비해 악화되었다. 그러나 CoCr층과 NiFe층 사이에 10 nm의 CoZrNb 박막을 삽입시키면 높은 재생전압과 낮은 파크이동을 동시에 얻을 수 있었다. 이 연구에서 는 이러한 기록, 재생특성을 미 세구조와 연관시켜 검토하였다.

• 한국자기학회지
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• 제18권5호
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• pp.180-184
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• 2008

이온빔 증착법으로 제작한 코닝유리(Corning glass)/Ta(5 nm)/NiFe(7 nm)/FeMn(25 nm)/Ta(5 nm) 다층박막 구조에서 반강자성체 FeMn층 증착시 인가한 일축 이방성 자기장 방향에 따른 강자성체 NiFe층의 자화 스핀배열 의존성을 조사하였다. NiFe층과 FeMn 층 증착시 인가한 자기장 방향을 달리한 각도는 각각 $0^{\circ},\;45^{\circ},\;90^{\circ}$였다. 용이축 MR(magnetoresistaice) 곡선으로부터 얻은 교환결합세기(Hex)는 증착 자기장 각도가 $45^{\circ}$일 때 40 Oe로, $90^{\circ}$일 때는 거의 0 Oe로 감소하였다. 반면에 곤란축 MR 곡선으로부터 얻은 $H_{ex}$ 값은 증착 자기장 각도가 $45^{\circ}$일 때 35 Oe로, 90o일 때는 79 Oe로 증가하였다. 강자성체 층의 용이축과 반강자성체 층의 일축 이방성 방향이 $90^{\circ}$ 차이가 나는 계면에서도 FeMn층이 NiFe층의 자기모멘트 스핀방향을 회전시켜 교환결합 이방성 효과가 발생함을 알 수 있었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제44권2호
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• pp.1-6
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• 2007

본 연구에서는 모양으로 유도된 자기 이방성을 가진 $Ni_{80}Fe_{20}/SiO_2$ laminates 다층막의 자기적 성질을 조사 하였다. 다층막은 rf 다이오드 스퍼터링 시스템을 이용하여 개개의 $Ni_{80}Fe_{20} 와 $SiO_2$ (at%) 합금 타겟들로부터 Si 또는 upilex 기판에 적층하였다. 여러 가지 개수(N)의 이중층으로 구성된 $Ni_{80}Fe_{20}/SiO_2$ laminates 가 적층되었다. 사진식각기술을 사용하여 타원형 어레이 패턴을 가진 $Ni_{80}Fe_{20}/SiO_2$ laminates 가 제작 되었다. 자기적 성질은 B-H 히스테리시스 그래프와 고주파 permeameter를 사용하여 상온에서 측정 되었다. 다층막에서 도메인 reversal 시 발견된 몇 개의 스텝들은 자성체 박막 사이에 존재하는 coupling 때문으로 사료된다. 내재하는 intrinsic 일축 자기 이방성 field는 N이 증가하면 증가한다. 전체 자기 이방성 field의 실험값은 계산된 값과 잘 일치 하였다. 본 연구에서는 소형의 타원형 어레이를 가진 다층막의 laminate 구조체를 이용하여 더 큰 일축 자기 이방성을 유도하고 그 결과 laminate의 동작 주파수를 극대화시키고자 하였다.