• 제목/요약/키워드: 자기이방성 에너지

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제일원리 계산에 의한 Fe/Pt (001) 표면의 평형 구조 및 자기이방성 연구

  • 이응관;최희채;황유빈;정용재
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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    • pp.316-316
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    • 2011
  • 제일원리 계산으로 Fe/Pt (001) 표면의 표면상태도를 계산하고 표면상태도로 부터 얻어진 평형 Fe/Pt (001) 표면구조의 자기이방성에너지를 계산하였음. 계산된 표면상태도로 부터 Fe-rich $L1_2$ 구조와 수직 $L1_0$ 구조가 가장 안정한 표면 Fe/Pt (001) 구조임이 밝혀졌음. 제일원리로 계산 된 두 구조의 자기이방성에너지를 관측하여 두 구조의 자기용이축이 모두 [001] 방향으로 정렬 됨을 확인하였다. 자기이방성에너지가 격자 변화와 표면 형성 중 어떤 원인에 의해 발생하는지 판단하기 위해서 표면구조, 벌크구조, 및 표면구조와 동일한 격자상수를 가진 벌크구조를 비교 하였다. 비교 결과에 의해 자기이방성에너지의 주 원인은 표면 형성임이 밝혀졌으며 이를 좀 더 명확히 하기위해 상태밀도함수를 계산하였다. 상태밀도함수 계산 결과 Fe 원자의 $3d_{z2}$ 오비탈의 페르미 준위 아래에서의 상태가 표면이 형성되면서 증가하는 것을 관측하였으며 이는 [001] 방향으로의 자기이방성을 증가시키는 오비탈이므로 표면 형성에 따른 자기이방성에너지 증가는 Fe 원자의 $3d_{z2}$ 오비탈에 의함이 판명되었다.

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새 자성재료의 기초자기특성 연구(2) - 펄스측정법에 의한 비정질 $Fe_{80}B_{15}Si_{5}$ 합금의 자기특성 (Study on Basic Magnetic Characteristics in New Magnetic Materials(2) - Magnetic Properties of Amorphous $Fe_{80}B_{15}Si_{5}$ alloy Measures with Pulse Method)

  • 이용호;신용돌;김인수;이연숙;노태환;강일구
    • 한국자기학회지
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    • 제1권2호
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    • pp.42-48
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    • 1991
  • 대표적인 철계비정질 합금인 $Fe_{80}B_{15}Si_{5}$의 기초연자기특성을 펄스법으로 측정하였다. 자기변형, 이방성에너지, 자화율의 역수들 사이의 정량적 관계를 연구하였다. 자기변형과 일축이방성에너지의 자화율의 역수에 대한 상대적인 기여도를 계산하였다. 내부응력의 크기와 듀도이방성에너지를 추산하였다. 시료의 장축방향으로 인가된 장력은 유도 이방성에너지를 크게 증가하게 함을 알았다.

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사출성형에 의한 이방성 Nd-Fe-B계 레진본드자석의 자기적 특성

  • 김윤배;정우상;정원용
    • 한국자기학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.71-77
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    • 1999
  • 본 연구에서는 이방성 Nd-Fe-B계 자성분말과 바인더로 polypropylene을 사용하여 compound를 제조한 후 사출성형에 의해 이방성 Nd-Fe-B 레진본드자석을 제조하여 자성분말의 함량, 인가자장 및 사출성형 온도에 따른 자기적 특성 및 유변학적 특성을 조사하였다. Torque sensor에 의해 측정한 본 연구에 사용된 이방상 Nd-Fe-B계 자성분말의 최대 분말함량은 70.7vol%이었다. Compound의 자성분말 함량이 증가함에 따라 레진본드자석의 잔류자속밀도와 최대자기에너지적은 증가하여 54vol%에서 최대값을 보인후 다시 감소하였고, 보자력은 변화가 없었다. 54vol% 자성분말 함량 이상에서 잔류자속밀도와 최대자기에너지적이 다시 감소하는 것은 사출성형시 자성분말의 배향도 저하에 기인한다. 이것은 compound의 자성분말 함량이 증가함에 따라 compound의 유동성이 저하되어 사출성형시 자성분말의 이방화를 어렵게 만들기 때문이다. 사출성형 온도가 증가함에 따라 레진본드자석의 자기적 특성은 증가하였다. 이는 성형온도가 증가함에 따라 compound의 유동성이 향상되어 자성분말의 배향도가 증가되었기 때문이다. 따라서 사출성형에 의해 이방성 Nd-Fe-B계 레진본드자석 제조시 자기적 특성을 향상시키기 위해서는 compound의 자성말 함량 뿐만 아니라 compound의 유동성이 중요하게 고려되어야 한다.

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Co-Cr-(Ta) 수직자기기록용 박막의 자기이방성에 대한 연구 (A Study on the Magnetic Anisotropy of Co-Cr-(Ta) Thin Films for Perpendicular Magnetic Recording)

  • 황충호;박용수;신경호;이택동
    • 한국자기학회지
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    • 제3권3호
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    • pp.208-214
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    • 1993
  • Ta을 미량 첨가한 Co-Cr-Ta 박막의 높은 수직보자력의 원인을 알아보기위하여 회전우력자력계 (torque magnetometer)와 진동시료형 자력계(VSM)를 이용하여 Co-Cr 박막과 Co-Cr-Ta 박막의 수직자기이방 성에너지를 조사하였다. Co/sub 81.7/Cr/sub 16.7/Ta/sub 1.6/ 박막의 수직이방성에너지는 동일 기판온도에 서 성막한, 비슷한 용질원자량의 Co/sub 81/Cr/sub 19/ 박막보다 높았다. 그 원인을 분석하기 위하여 as- sputtered 상태의 박막들을 annealing 처리한 후 수직자기이방성에너지의 변화를 조사하였다. annealing 처 리에 의해 수직자기이방성에너지는 감소하였다. 이러한 annealing 처리에 의한 수직자기이방성에너지의 감 소량은 CoCrTa 박막의 경우 더 켰으며, annealing 처리후의 수직자기이방성에너지는 이원계 및 삼원계 박막 에서 비슷한 값을 보였다. 이는 Ta 첨가에 의해 as-sputtered 박막내 용질원자의 편석(segregation) 정도가 증가하며, 이러한 편석 의 증가로 박막내에 형태자기이방성의 기여가 증가하여 수직자기이방성에너지의 증가가 있었던 것으로 해석 된다. 또한 이 러한 용질원자의 편석의 증가에 의한 수직자기이방성에너지의 증가로 박막의 보자력도 증가 한 것으로 생각된다.

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Tb/Fe 다층박막의 자기 및 자기광 특성 (Magnetic and Magneto-Optic Properties of Tb/Fe Multilayers)

  • 이장로;장현숙;김미양;이용호;손봉균
    • 한국자기학회지
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    • 제2권2호
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    • pp.125-131
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    • 1992
  • 기판회전 테이블이 부착된 DC, RF-magnetron sputtering 장치로 유리기판 위에 제작한 1000 .angs. 정도의 8.8 .angs. Tb/X .angs. Fe (X=5.4~11.0) 다층박막에 관하여 시료진동형 자 기계와 타원편광 분석장치를 사용하여 자화, 수직자기이방성, kerr 회전각의 Fe층 두께와 열처리 온도 의존성이 연구되었다. Fe층 두께가 7.8 .angs. 기점으로하여 자화용이축의 전이가 나타나기 시작하여 6.4 .angs. 일때 수직자기이방성을 나타낸다. 실험치로부터 계산한 Fe와 Tb층의 경계면 수직이방성 에너지 $K_{s}$ = -0.38 erg/$cm^{2}$이고, Fe층만의 체적수직이방성 에너지 $K_{v}$ = -8.50 * $10^{5}$ erg/$cm^{3}$이다. Polar Kerr 회전각은 Fe층 두께 7.8 .angs. 에서 그대값 2 .THETA. $_{k}$ = 1.22 .deg. 를 갖는다.다.다.다.

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고주파 마그네트론 스퍼터링에 의해 형성된 Co/Pd 인공초격자의 수직자기이방성에 관한 연구 (A Study on the Perpendicular Magnetic Anisotropy in Co/Pd artificial Superlattices Prepared by RF Magnetron Sputtering)

  • 박주욱;주승기
    • 한국자기학회지
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    • 제2권3호
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    • pp.251-256
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    • 1992
  • 고주파 마그네트론 스퍼터링에 의해 Co /Pd 인공초격자를 형성하였다. 형성시킨 Co /Pd 인공초격자의 조성변조를 소각 X-선회절 분석으로 확인하였으며, XRD 분석 결과 두 원소의 격자상수 차이로 인해 Co 격자 팽창이 일어남을 알 수 있었다. Co 층 두께가 8${\AA}$ 이하가 되면 Co /Pd 인공초격자는 수직자기이방성을 띠었으며, 특히 Co가 단원자층인 경우에는 보자력이 2350 Oe이었고, 자기이력곡선의 각형도 우수하였다. Co /Pd 인공초격자가 수직자기이방성을 가지는 원인은 Pd에 의해 Co 격자가 팽창되는 현상과 관계가 있으며, Pd 두께가 증가할수록 수직자기이방성이 커지는 것을 확인하였다. Co /Pd 인공초격자의 수직자기이방성 에너지와 Co 두께의 관계로부터 계면이방성 에너지와 부피이방성 에너지를 계산하였으며 이는 각각 0.29 ergs/$cm^2$와 -$6.9{\times}10^6$ ergs/$cm^3$이었다.

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교환 결합력을 갖는 CoFe/MnIr(2.5 nm) 박막의 회전 이방성 자기장 특성 (Rotatable Anisotropy Field in Exchange Coupled CoFe/MnIr(2.5 nm) Thin Films)

  • 윤석수;김동영
    • 한국자기학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.77-81
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    • 2017
  • 회전 이방성 효과는 교환 결합력을 갖는 강자성/반강자성 박막의 강자성 공명 측정에서 나타나는 현상으로 교환 결합력 에너지에 의한 반강자성층의 회전에 기인한다. 본 연구에서는 $CoFe(t_F)/MnIr(2.5nm)$ 박막 재료에서 CoFe의 두께에 따른 회전 이방성 자기장과 강자성 공명 선폭 특성을 분석하였다. 회전 이방성 자기장은 $t_F$에 반비례하는 두께 의존성을 보였으며, 이들 결과는 회전 이방성 에너지가 $0.96erg/cm^2$인 조건을 만족하였다. 강자성 공명 선폭은 $t_F$ < 50 nm에서 회전 이방성 자기장의 세기에 비례하는 특성을 보였으며, $t_F$ > 50 nm에서 와전류에 의한 특성이 두드러지게 나타났다.

Ni/Fe(001)의 자성과 자기이방성에 대한 제일원리계산 (Magnetism and Magnetocrystalline Anisotropy of Ni/Fe(001) Surface: A First Principles Study)

  • 권오룡;홍순철
    • 한국자기학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.101-105
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    • 2015
  • 희토류 금속이나 4d/5d 전이금속을 포함하지 않은 3d 전이금속 Fe와 Ni 원소만을 적절하게 배열해도 강한 수직 자기이방성을 가질 수 있음을 예측한 이론 계산 결과가 최근 보고된 바 있다. 그 계산에서는 Fe 층을 표면으로 하는 계만을 고려하였는데 본 논문에서는 Ni가 표면일 때의 자기이방성 에너지를 제일원리계산 방법으로 계산하여 자기이방성을 조절할 수 있는 방안이 있을 수 있는지를 알아 보았다. Fe(001) 표면에 Ni 원소 한 층이 덮였을 때[Ni/Fe(001)]의 자성과 자기이방성을 제일원리계산 방법으로 VASP과 FLAPW 방법을 상호 보완적으로 사용하면서 계산 결과를 비교해 보았다. VASP에 의한 결과는 FLAPW 방법으로 얻은 결과와 큰 차이가 없었고, Fe와 Ni의 강한 띠 혼합으로 Fe와 Ni의 자기모멘트가 모두 증가하였으며 Ni/Fe(001)은 수평 자기이방성을 가지는 것으로 계산되었다. 원자 별 자기이방성 기여도 계산에 의하면 자기이방성에 결정적인 역할을 하는 것은 Ni표면 층임을 알 수 있었다.

전이금속산화물 클러스터의 자기구조 및 자기이방성에너지 계산 (The Magnetic Structure and Magnetic Anisotropy Energy Calculations for Transition Metal Mono-oxide Clusters)

  • 박기택
    • 한국자기학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.1-4
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    • 2011
  • 정육면체 전이금속 산화물 FeO, MnO의 자기적 상호작용을 제1원리의 범밀도함수법을 이용하여 계산하였다. 그 결과, 모두 초교환작용으로 인해 반강자성적 상호작용이 가장 낮은 에너지를 가지고 있었다. 자기이방성은 반강자성 스핀 배열의 FeO 클러스터에서만 발견되었다. 그 원인은 <111> 방향으로 각운동량을 가지는 3d down-spin 전자의 스핀-궤도 결합에 기인하였다.

양극산화 자성피막을 이용한 수직자기기록매체

  • 강희우
    • 전기의세계
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    • 제42권9호
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    • pp.20-27
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    • 1993
  • 1. 철근출막은 결정자기이방성의 영향이 작기 때문에, 자기특성이 막의 기하학적구조에 의해 거의 결정되고 그것에 의하여 자성막의 설계가 가능하다. 2. 코발트 근출막은 결정자기이방성이 자기특성에 영향은 크기때문에 코발트 결정의 자화용역축(C축)의 배향에 의하여 자기특성은 크게 변한다. 따라서 이 C축의 배향성을 변화시켜 석출입자의 형태를 바꾸지 않고 작은 포아직경에서도 항자력의 제어가 가능하였다. 3. 코발트-철합금신출막은 조성변화에 의하여 자기특성을 제어할 수 있다. 또 ㅈ포화자화, 항자력도 철을 석출한 자성막에 비해서 높은 값을 나타냄을 물론, 우수한 각형화(Mr/Ms)로 얻어지는 큰 자기에너지적으로 수직 자기기록방식의 고정밀의 로타리 엔코다에의 응용이 유망하다.

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