• 한국자기학회지
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• 제18권2호
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• pp.49-53
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• 2008

50 nm pitch의 magnetic dot pattern을 갖는 hard disk drive용 patterned media를 nanoimprint lithography(NIL) patterning과 electroplating 공정을 이용하여 제작하고 자기 및 결정구조 특성을 관찰하였다. Patterned media는 Si(100) wafer 위에 Ru(20nm)/Ta(5 nm)/$SiO_2$(100 nm)를 순차적으로 증착한 후 nanoimprint lithography를 이용하여 25 nm half pitch의 hole pattern을 형성하고 그 후 패터닝된 기판을 plasma ashing 공정을 이용하여 기판의 Ru층을 노출시킨뒤 electroplating을 이용하여 Co-Pt 합금막을 증착하여 제작하였다. Magnetic force microscopy(MFM) 분석을 이용하여 제작된 각각의 magnetic dot pattern이 single domain 특성과 수직자기이방성을 가지고 있음을 확인하였고, superconducting quantum interference device(SQUID) 분석을 통하여 2900 Oe이상의 높은 수직방향 보자력을 확인하였다.

• 한국자기학회지
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• 제9권4호
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• pp.184-189
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• 1999

두께 1000$\AA$ 인 순철박막을 MgO(001)기판위에 rf 스파터링방법으로 에피택시성장시킨 후 기판의 온도가 박막의 결정학적, 자기적 특성에 미치는 영향을 토크마그네토미터, VSM 그리고 pole figure 등으로 주사하였다. X-선 회절 실험에서 기판온도가 증가할수록 (002)회절선의 회절강도가 증가하였다. 그러나 면간거리 d(002)은 25$0^{\circ}C$까지는 감소하였으나 30$0^{\circ}C$에서는 증가하였다. 회절강도의 증가와 면간거리의 감소는 순철박막과 기판과의 격자정합의 향상에 기인하는 것으로 생각되었으며 따라서 기판온도가 높을수록 좋은 에티택시박막을 얻을 수 있었다. 25$0^{\circ}C$에서 성장한 두께 1100$\AA$의 순철박막의 결정이방성상수 K1은 4.6$\times$105erg/cc로 벌크 단결정순철과 유사한 값을 가지고 있었다.

• 한국자기학회지
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• 제6권4호
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• pp.235-241
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• 1996

수직자기 기록매체를 위해 스퍼터링법으로 Co/Pd 및 Co/Pt 다층막을 형성하였으며 Pd 및 Pt 바닥층의 증착 압력이 다층막의 자화거동 및 보자력에 미치는 영향에 대해 연구하였다. Co/Pd 다층막의 경우 보자력이 바닥층의 증착 압력에 매우 민감하여 바닥층 증착압력만을 조절함으로써 보자력을 크게 증가시킬 수 있었으나 Co/Pt 경우 바닥층의 증착압력 조절에 의한 보자력 증대효과는 미미하였다. 바닥층의 종류 및 증착압력에 따른 다층막의 보자력 변화를 바닥층의 표면 거칠기 및 다층막 증착착시의 계면상태 변화의 측면에서 설명할 수 있었으며 이는 바닥층의 증착압력의 증가에 따른 다층막의 수직이방성 에너지 감소 및 자화반전 기구의 변화와도 연관시킬 수 있었다. 다층막의 Kerr 회전각은 바닥층의 종류 및 증착압력에는 거의 의존하지 않는 것으로 나타났다.

• 한국자기학회지
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• 제17권4호
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• pp.156-161
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• 2007

어레이(away) 자성센서 개발을 위해 고진공 스퍼터링 증착장비를 이용하여 스펙큘러형(specular type) Glass/Ta(5)/NiFe(7)/IrMn(10)/NiFe(5)/$O_2$/CoFe(5)/Cu(2.6)/CoFe(5)/$O_2$/NiFe(7)/Ta(5)(nm) 거대자기저항-스핀밸브(giant magnetoresistive-spin valves; CMR-SV)박막을 제작하였다. 다층박막 시료를 $20{\times}80{\mu}m^2$의 미세 활성영역을 가진 15개 어레이를 $8{\times}8mm^2$ 영역 내에 최적화한 제작 조건으로 광 리소그래피 패터닝 하였다. Cu를 증착하여 만든 2단자 전극법으로 측정한 자성특성은 15개 모든 소자들이 균일한 자기저항특성을 나타내었고, 5 Oe 근방에서 가장 민감한 자기저항비 자장민감도와 출력전압들은 각각 0.5%/Oe, ${\triangle}$V: 3.9 mV이었다. 형상자기이방성이 적용된 상부 자유층 $CoFe/O_2/NiFe$층은 하부 고정 자성층 $IrMn/NiFe/O_2/CoFe$층 자화 용이축과 직교하였다. 측정시 인가전류 값을 각각 1 mA에서 10 mA까지 인가하였을 때 출력 작동 전압 값은 균일하게 증가하였으며, 자장감응도도 거의 일정하여 미세 외부자장에 민감한 나노자성소자로서 좋은 특성을 띠었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.179-179
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• 2016

희토류계 영구자석은 높은 보자력과 잔류 자화을 가지고 있어 자기기록저장매체, MEMS(엑츄에이터), 센서 등의 응용 분야에 적용시키기 위해 다양한 연구들이 진행되고 있다. 하지만 희토류계 원소의 수급 및 가격의 문제점으로 친환경자석으로의 전환 및 희토류나 중희토류를 사용하지 않는 비희토류계 영구자석을 개발하는 연구에 대한 필요성이 대두되고 있다. 이 중 Fe-N 계 자성 물질인 $Fe_{16}N_2$는 포화 자화 값이 현재까지의 자성물질 중 가장 높은 값(240emu/g)을 나타내며 상대적으로 높은 결정자기이방성 상수를 가지고 있어 비희토류계 영구자석 물질 중 하나로 주목받고 있다. 본 연구에서는 $Fe_{16}N_2$ 박막을 얻기 위해 DC Magnetron Sputtering 방법을 이용하여 Si wafer 위에 박막을 증착하고 증착공정 조건 중 질소 유량 및 Sputtering Power를 변수로 따른 박막의 성장, 조직변화, 자성 특성을 관찰을 통해 최적의 공정 조건을 찾고자 하였다. $N_2$ 가스 유량 변화에 따른 박막의 성장 속도는 거의 변화가 없었으며 $N_2$ 가스 유량의 증가에 따라 박막 내 Fe의 함유량은 감소하였다. 모든 공정 조건에서 $Fe_3N$, $Fe_4N$, $Fe_{16}N_2$ 상들이 섞여 성장하였으며 XRD를 통한 상분석과 더불어 VSM을 통한 자성 특성을 분석해본 결과 $Fe_{16}N_2$의 분율이 가장 높게 성장된 공정 조건은 Power는 200W, $N_2$ 가스 유량은 20sccm이었으며 이 조건에서 2.45T의 포화 자화 값과 1.4T의 잔류 자화 값을 얻을 수 있었다.

• 자원리싸이클링
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• 제12권6호
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• pp.26-31
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• 2003

소성온도를 $1150∼1320 ^{\circ}C$ 영역에서 변화시킨 결과 1MHz-25mT조건에서 전력손실의 절대값이 감소하였으며, 전력손실의 온도의 존성이 소성온도에 따라 다르게 관찰되었다 $1150 ^{\circ}C$에서 소성한 경우 전력손실의 최소가 나타나는 온도가 자기이방성 상수가 "0"이 되는 특정 온도에서 나타나지 않고 측정 온도가 증가함에 따라 증가되는 경향을 보였다. 이러한 원인은 1MHz 대역에서는 grain size에 따라 residual loss가 발생기구가 상이하기 때문으로 판단된다. $1150^{\circ}C$ 소성시 서로 다른 평형산소분압을 이용하여 분위기를 조정한 결과 산소분압이 증가됨에 따라 grain size 와 밀도가 미소하게 증가되는 경향을 보였다. 비저항과 투자율은 115$0^{\circ}C$ 소성시 평형산소분압에 따라 특정한 경향성을 나타내지 않았는데 이는 $Fe^{2+}$ 농도 변화이외에 미세구조의 변화를 동반하였기 때문으로 판단된다. 평형산소분압이 상대적으로 높게 유지된 시편의 경우 $100^{\circ}C$에서 상대적으로 낮은 전력손실값을 나타내었다.서 상대적으로 낮은 전력손실값을 나타내었다.

• 한국자기학회지
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• 제6권5호
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• pp.298-304
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• 1996

2~35 GHz(S, G, J, X, K, Q-영역) FMR(ferromagnetic resonance) 장치를 제작하였다. 제작된 FMR장치로 ESR(electron spin resonance) 표준시료 DPPH에 대한 공명흡수선을 관측한 결과 Q값이 189~1096으로 장치가 잘 제작 되었음을 알 수 있었다. 한편 자성반도체 $MgFe_2O_4$ 단결정을 S, J, K-영역에서 강자성 공명실험을 한 결과 g값이 S, J, K-영역에서 각각 2.02, 1.89, 2.01, 이방성상수 $K_{1}$이 각각 $-2.9{\times}10^{4}erg/cm^{3}$, $-2.2{\times}10^{4}erg/cm^{3}$, $-2.8{\times}10^{4}erg/cm^{3}$이었다. 이들 값은 X-영역에서 보고된 값들과 잘 일치하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제23권3호
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• pp.263-269
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• 2003

누설자속 (magnetic flux leakage: MFL) 신호는 매설된 송유관이나 가스관에 생성된 부식결함의 검사에 이용된다. 배관의 외 내부 면의 단일 원형 홈 (pit) 깊이와 부피응력 (bulk stress)이 축 (x) 방향, 원주 (y) 방향 및 방사상 (z) 방향의 누설자속에 미치는 영향을 3차원 유한요소법을 이용하여 계산하였다. 자기이방성 물질을 이용하여 부피인장응력 (bulk tensile stress)과 수직 응력에 의한 MFL 신호변화를 계산하였다. 배관의 축 및 방사상 방향의 MFL 신호는 배관 외 내부 면의 결함 길이가 깊어질수록, 부피인장응력이 커질수록 MFL 신호는 증가하였다 그러나 원주 방향의 MFL 신호는 결함 깊이와 부피인장응력에 영향을 거의 받지 않았다.

• 한국자기학회지
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• 제3권3호
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• pp.201-207
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• 1993

$Pr_{15}Fe_{77}B_{8}$ 조성의 합금을 Ar분위기에서 유도용해로를 이용하여 주조하 였다. 이 합금을 석영관에 넣어 고주파 유도로를 이용하여 용해한 후 0.6 nm의 분출구를 통해 회전하는 Cu wheel위에 분사하여 비본형태로 제조하였다. 이 리본을 열간변형하여 결정방향성을 주었는데 이를 위 해 먼저 $680^{\circ}C$에서 $21.8\;kg/mm^{2}$의 압력으로 hot-press하여 92%의 densification을 갖는 시편을 얻을 수 있었다. 이 시편을 다양한 조건하에서 die-upset을 행하였다. 변형율이 높을 수록 $_{i}H_{c}$는 저하되었으나, $B_{r}$은 현저하게 증가되었으며, XRD 분석 결과(006)면에서의 회절강도가 증가되었다. 따라서 압축방향으로 자화용이축이 형성되었음을 알 수 있었다. Die-upset시의 변형속도가 빠를 수록 $_{i}H_{c}$는 증가되었으나, $B_{r}$은 감소되었다. 가공온도에 따른 $B_{r}$의 변화는 $750^{\circ}C$ 까지 상승한 후 감소되었다. 이 조성의 $4{\pi}M_{s}$는 11.8 kG였고 $750^{\circ}C$에서 0.05 mm/sec의 가공속도로 변형률 0.8로 die-upset한 경우에는 $B_{r}$이 11.0 kG로 우수한 자기이방성을 가지고 있으나, die-upset후에 $_{i}H_{c}$가 낮은 문제점이 있다.

• 한국자기학회지
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• 제1권1호
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• pp.12-16
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• 1991

F $e_{76-x}$ C $u_{1}$M $o_{x}$S $i_{14}$ $B_{9}$(x=2, 3)비정질합금의 열처리에 따른 자기적특성과 미세구조의 변화에 대해 조사하였다. 이들합금을 500 .deg. C에서 1시간 열처리한 경우, 결정화에 의해 약 20mm의 입경을 갖는 .alpha. -Fe의 초미세결정립 조직으로 변태하였으며, 이때 얻어진 합금의 실효투자율은 8~9*$10^{3}$, 보자력은 3~4A/m정도이었다. 초미세결정합금의 연자기특성을 크게 좌우하는 요소중의 하나가 입경의 크기이며, 우수 한 자성특성을 얻기위해서는 결정립의 미세화가 요구되는 것으로 알려져 있다. 이에 따라 Fe-Cu-Mo-Si-B계 합금의 경우보다 우수한 연자기특성을 얻기 위하여 2단 열처리를 행하였다. 즉, 400 .deg. C에서 1~3시간 저온 열처리 후 500 .deg. C에서 1시간 고온열처리를 하면 입경이 10nm이하로 감소하였으며, 이때 얻어진 합금의 실효투자율은 1.2~ 1.7*$10^{4}$이고 보자력은 ~2A/m이었다. 이와 같은 연자기특성의 향상은 .alpha. -Fe(Si)결정립의 미세화에 따른 평균결정자기이방성 의 감소에 기인하는 것으로 믿어진다.