• 한국항공우주학회지
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• 제41권10호
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• pp.820-826
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• 2013

본 논문에서는 스마트 스킨 기술을 활용한 소형경량 및 광대역 특성을 갖는 항공기용 안테나 내장 스킨 구조(CLAS: Conformal Load bearing Antenna Structure)를 설계하였다. 제안된 CLAS 안테나는 전기적 성능을 만족하기 위해 전도성 매쉬, 외부표피, 복사소자, 내부심재 및 하우징 등으로 구성하였다. 특히, 복사소자의 경우 복합자성유전체와 PCB에 에칭된 방사체로 구성되어 있으며 방사체는 복합자성유전체에 삽입되어 슬롯형 폴디드 대수주기 구조(Folded Log-Periodic)를 갖는다. 제안된 CLAS 안테나는 복합자성유전체에 의해 공진주파수가 낮아지고 임피던스 매칭특성이 향상되었으며 측정 결과, 안테나의 소형경량 및 광대역 특성을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.604-604
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• 2013

차세대 반도체 분야인 스핀트로닉스 소자의 필수적인 물질인 강자성-반도체 하이브리드 물질인 Dilute magnetic semiconductor (DMS)에 관한 연구가 최근 많은 관심을 가지고 있다. 그중에서 넓은 에너지 밴드 갭 에너지(3.37 eV)를 가지고 있고 상온에서 엑시톤 결합 에너지가 ~60 mV로 광전자 소자, 전계 디스플레이 에 응용이 가능한 물질인 ZnO는 최근에 전이금속을 도핑하여 상온에서 강자성 특성을 나타내어 활발한 연구가 이루어지고 있다. 그러나, 이 물질에 대한 특성과 자성의 원인 규명에 관한 연구는 논란이 되고 있다. 본 연구에서는 Mn이 도핑된 ZnO 나노 입자를 만들고, Mn 물질의 도핑 농도에 따른 ZnO 나노 입자의 구조, 크기 및 자기 구조를 측정하여 구조와 자성의 상관관계에 관한 연구하였다. ZnxMn1-xO 나노 입자는 화학적 졸-겔(sol-gel) 방법을 이용하여 준비하였다. ZnxMn1-xO 나노 입자의 크기 및 격자 구조적 특징은 XRD (X-ray diffraction)와 TEM (Transmission Electron Microscope), SEM (Scanning Electron Microscope), SANS (Small Angle Neutron Scattering)를 이용하여 측정하였고 물질의 자기적 특징은 SQUID를 이용하여 조사하였다. Mn 도핑이 증가함에 따라 격자간격이 커지고 나노 입자의 크기는 감소하였으며, Zn와 Mn의 성장 시, 비율이 9:1의 경우에 상온에서 강자성 특성이 나타남을 보았다. 그 이상의 Mn 도핑 비율에서는 상자성 특성이 나타남을 보았다. 본 연구를 통하여 스핀트로닉스 소자 응용을 위한 ZnO 나노 입자에 최적의 Mn 도핑 농도를 제시하고 나노 입자의 자기 특성 형성의 원인 및 모델을 제시하였다.

• 한국자기학회지
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• 제25권5호
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• pp.139-143
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• 2015

CsCl 구조를 가지는 CoX(X = Ti, V, Nb) 이원화합물에서 (001) 표면계의 전자구조를 제일원리 전자구조 계산방법을 이용하여 계산하고 표면자성을 연구하였다. Co 원자로 끝나는 CoTi(001)계에서 표면 Co 원자의 자기모멘트는 가운데 층 Co 원자에 비해 상당히 증가한 $1.19{\mu}_B$였다. V 원자로 끝나는 CoV(001) 표면계에서 표면 V 원자의 자기모멘트는 가운데 층의 2.5배로서 $1.64{\mu}_B$이고, Co 원자로 끝나는 계에서 표면 Co 원자의 자기모멘트는 $1.34{\mu}_B$로 덩치 Co 원자에 비해 다소 감소하였다. CoNb(001)계에서 Nb 원자로 끝나는 계의 경우, 표면 Nb 원자의 자기모멘트는 가운데 층 Nb 원자에 비해 다소 감소한 $0.26{\mu}_B$였으며, Co 원자로 끝나는 표면계의 경우 자성이 사라졌다.

• 한국자기학회지
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• 제23권5호
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• pp.154-158
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• 2013

자성-금속-자성 삼층구조로 반강자성 결합 특성을 갖는 박막 재료의 자화 곡선은 두 자성박막 각각의 자화량($M_1$, $M_2$) 변화 특성을 반영한다. 본 연구에서는 반강자성 결합 특성을 갖는 CoB/Ru/CoB 박막 재료의 두 자성 박막의 총자화량($M_{tot}=M_1+M_2$)과 상부 단일 박막의 자화량($M_1$)의 이론적 값을 Stoner-Wohlfarth 모델로 계산하였다. VSM으로 측정한 총자화량은 자기장의 반전에 따라 가역 특성을 보였으며, CoB/Ru/CoB 재료의 플롭자기장($H_F$)은 약 50 Oe였다. 한편 MOKE로 측정한 상부 단일 박막의 자화량($M_1$)은 $-H_F$ < H < $H_F$에서 비가역 자화 반전 특성을 보였다. 이러한 자화 거동 특성은 두 자성 박막에 서로 상호 작용하는 반강자성 결합에 의하여 두 자성 박막 각각의 자화 각도 변화에 기인함을 Stoner-Wohlfarth 모델 계산을 통하여 확인하였다.

• 한국자기학회지
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• 제12권3호
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• pp.83-87
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• 2002

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권7호
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• pp.455-462
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• 2017

외부자기장에 의한 타원형 야누스 자성입자 사이의 자성 상호작용을 직접수치해석을 사용하여 분석하였다. 유한요소법에 기초한 가상영역법을 사용하여 입자계 유동해석을 수행하였고, 자기장 문제에서는 자성 포텐셜에 대한 지배방정식을 입자와 유체를 포함하는 전체영역에 대하여 풀어 자기장을 구하였다. 이 때 구해진 자기장으로부터 구한 맥스웰 응력을 사용하여 개별 입자에 작용하는 자기력이 계산된다. 입자의 운동과 최종적인 조립구조는 입자의 형상비, 개별 입자의 배향, 입자의 초기 분포에 크게 영향을 받는 것이 확인되었다. 또한 입자의 배향은 입자 주위의 유체 유동에도 영향을 주었다. 외부자기장에 의한 타원형 야누스 입자의 최종 조립구조는 앞서 언급한 인자들에 의해서 영향을 받은 것을 수치해석을 통해 확인할 수 있었다.

• 한국자기학회지
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• 제13권2호
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• pp.59-63
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• 2003

고분자 재료인 이온교환수지 박막 안에서의 이온교환반응과 전기화학적 환원반응을 이용하여 코발트 나노 입자를 제조하였다. 코발트 나노 입자의 구조와 자기특성을 투과전자현미경과 초전도양자간섭기를 이용하여 고찰하였다. 투과전자현미경 결과로부터 고분자 박막(MF-4SK) 1 gram에 코발트가 $7.8{\times}10^{19}$ atoms 포함된 시편에서 코발트가 나노 크기로 입자를 형성하고 있음을 확인하였으며, 자기측정 결과로부터 코발트 나노 입자가 blocking temperature($T_{B}$) 이상에서 초상자성을 나타내는 것을 확인하였다. 온도에 따른 자화 측정 곡선으로부터 500 Oe 자기장 하에서 $T_{B}$가 대략 185 K인 결과를 얻었으며, 300 K에서의 자화곡선(M-H곡선) 결과를 이용하여 Langevin function fit하여 계산한 코발트 입자의 평균 반경은 4.0 nm로, 투과전자현미경으로 관찰한 크기와 일치하는 것을 확인하였다. 이 결과는 고분자 박막 내에서 코발트 나노 입자가 자성 단상(single domain) 구조를 이루고 있음을 보여주는 것으로, 강자성 나노 입자들의 초상자성 거동을 고찰하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.161.2-161.2
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• 2017

희토류계 영구자석은 대부분의 전기, 전자 제품의 핵심부품이며 높은 보자력, $BH_{max}$를 가지고 있어 자기기록저장매체, MEMS(엑츄에이터), 소형센서, 소형모터 등의 응용 분야에 적용시키기 위해 다양한 연구들이 진행되고 있다. 그러나 영구자석에 들어가는 희토류계 원소의 수급의 어려움 및 가격의 문제점으로 친환경 자석으로의 전환 및 희토류나 중희토류를 사용하지 않는 비희토류계 영구자석을 제조 및 개발하는데 많은 연구가 이루어지고 있다. 이 중 Fe-N 계 자성물질인 $Fe_{16}N_2$는 포화 자화 값이 현재까지의 비희토류계 자성물질 중 가장 높은 값(240emu/g)을 나타내며 상대적으로 높은 결정자기이방성 상수를 가지고 있어 비희토류계 영구자석 물질 중 하나로 주목받으며 연구되어지고 있다. 본 연구에서는 $Fe_{16}N_2$ 박막을 얻기 위해 DC Magnetron Sputtering 방법을 이용하여 Si wafer 위에 박막을 증착하고 증착시간에 따라 두께를 제어하여 제조한 후 박막의 미세구조, 상 분석, 자성 특성을 관찰을 통해 최적의 공정 조건을 찾고자 하였다. 증착 시간에 따른 박막의 성장 속도는 일정하게 증가하였으며, 증착 시간의 증가에 따라 박막 내 $Fe_{16}N_2$의 상대적인 분율은 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 분율을 가장 높게 성장된 공정 조건은 증착 시간이 10분이며 박막의 두께가 ${\sim}1{\mu}m$ 일 때, 최적의 조건을 얻을 수 있었으며, 이 때의 자성 특성을 분석한 결과 ~2.45T의 포화 자화 값과 ~1.41T의 잔류 자화 값을 얻을 수 있었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.178-178
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• 2003

II-Ⅵ족 반도체 중에서 넓은 밴드갭을 가지는 ZnO에 Mn 이온을 doping할 경우 Tc가 상온보다 높을 것이라는 이론적 계산이 2000년 Science에 발표되었다. 이후 ZnO에 전이금속 이온을 doping하여 상온에서도 강자성을 나타내는 자성 반도체 (DMS)를 만들기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. Co-doped ZnO 박막은 PLD로 증착하였을 경우 Tc가 상온보다 높으나 재현성이 낮은 것으로 알려져 있었다. 그러나 최근 sol-gel 방법을 이용하여 Co-doped ZnO 박막을 제조하면 강자기 특성의 재현성을 높일 수 있다는 결과가 보고되었다. 이에 본 연구에서는 sol-gel 방법을 사용하여 여러 조성의 Co-doped ZnO 박막을 합성한 후 이들의 자성 특성을 검토하였다. 이러한 결과를 바탕으로 Co-doped ZnO 박막에서 강자성 발현의 근원을 규명하고자 (ⅰ) 조성에 따른 Co-doped ZnO의 Raman peak과 EXAFS peak의 변화를 측정하여 구조적 특성과 ZnO 내에서의 Co 이온의 상태를 분석하였으며, (ⅱ) Hall 효과 실험으로 carrier density를 측정함으로써 Fermi 준위에서의 파수 벡터의 크기를 산출하고자 하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.233-233
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• 2003

교환바이어스(exchange bias)현상은 강자성과 반강자성의 접합계면에서 강한 상호 교환결합력에 의해 발생하는 것으로 알려져 있다. 이 현상은 1956년 Meiklejohn과 Bean에 의해 CoO 층으로 둘러싸인 Co 입자에서 발견된 이후, 강자성과 반강자성의 접합계면을 가지는 다층 박막에서의 교환바이어스에 대한 연구가 진행되어왔다. 이는 강자성/반강자성 박막의 교환바이어스 특성을 이용하여, 강자성 박막의 스핀방향을 고정시킬 수 있기 때문이다. 이러한 교환바이어스 특성은 하드드라이브의 고밀도 자기헤드소자 및 비휘발성 자기메모리소자에 응용되어지는 등 경제적 가치를 갖는 기술적인 면과 교환바이어스라는 자기특성의 학문적인 가치로 인해 이 분야에 대한 집중적인 투자와 연구가 이루어지고 있다 최근에는 교환바이 어스 현상의 원인과 형성기구에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 강자성과 반강자성 박막의 단거리 상호 교환결합력에 의한 교환바이어스 현상은, 계면의 원자구조, 자기구조 및 각자성층의 여러 가지 인자들에 대해서 지속적으로 연구되고 있다. 본 연구에서는 Helmhertz 코일의 진동샘플형 자력계(VSM)을 이용하여 Si 기판위에 증착된 NiFe(10nm)/FeMn(t)/NiFe(10nm) 다층박막에서 FeMn층의 두께에 대한 각각의 교환바이어스 현상을 조사하고 사잇층 FeMn층의 surface를 Ar ion beam etching하여 etching 조건에 따른 교환바이어스를 비교분석 하고자 한다.