• 제목/요약/키워드: 자성물질

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질소 유량 변화에 따른 Fe-N 박막의 구조 및 자성 특성에 관한 연구 (A Study on Structure and Magnetic Properties of Fe-N Films with Flow Rate of Nitrogen)

  • 한동원;박원욱;김연주;권아람
    • 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.

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1차원 자성 포토닉 결정의 설계 (Design of 1D-Magnetophotonic Crystal)

  • 박재혁;이종백;조재경
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2000년도 하계학술발표회
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    • pp.180-181
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    • 2000
  • 포토닉 결정이란 굴절률(또는 유전률)이 다른 물질들을 빛의 파장 정도의 크기로 주기적으로 배열한 인공적인 결정이다. 포토닉 결정은 1989년 Yabnolovitch에 의해 제안되어, 새로운 광 매체로서의 가능성을 열었다. 1차원 자성 포토닉 결정이란 1차원 포토닉 결정 내에 결함층으로 자성층을 삽입한 것을 말한다. 1996년 Inoue 등에 의해 제안된 1차원 자성 포토닉 결정은 결함층으로 삽입된 자성층에 빛이 국재화되어 거대한 자기광학효과를 나타낸다는 점에서 주목을 받고 있다$^{(1)}$ . 본 논문에서는 1 차원 자성 포토닉 결정과 포토닉 결정과의 차이점 및 1 차원 자성 포토닉 결정의 설계와 그에 따른 특성에 대하여 논하고자 한다 (중략)

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몬테카를로 방사선 수송 모델을 활용한 우주방사선 차폐체 설계 관련 선행연구 (Preliminary Study of Cosmic-ray Shielding Material Design Using Monte-Carlo Radiation Transport Code)

  • 강창우;김영찬
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제16권5호
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    • pp.527-536
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    • 2022
  • 본 연구는 우주방사선 차폐물질 설계를 위한 선행연구 차원에서 우주방사선에 대한 물질별 방사선 차폐특성을 분석하였다. 특히 EMP 및 방사선 차폐에 효과가 있다고 알려진 경량 연자성 복합소재에 대한 우주방사선 차폐물질 활용 가능성을 확인하고자 하였다. 이를 위해 Monte Carlo N-Particle(MCNP) 모델링 기법과 열중성자 차폐실험을 수행하였으며, MCNP의 우주방사선 모델인 Skymap.dat를 활용하였다. 연구결과 폴리에틸렌, 붕소폴리에틸렌, 탄소나노튜브 등 탄소와 수소를 함유한 물질의 경우 증발 중성자 에너지 영역 대 이하의 중성자 감소에 효과적인 것으로 나타났으며 SS316, 경량 연자성 물질 등 철을 함유한 물질은 캐스케이드 중성자 차폐성능이 뛰어난 것을 확인할 수 있었다. 특히 경량 연자성 물질의 경우 붕소를 함유하고 있어 저속중성자 영역의 중성자 감소에도 효과적인 것으로 나타났으며, 향후 탄소 및 수소 등 탄성산란 물질을 보강한다면 우주방사선 중성자 전 영역에서 유의미한 차폐효과를 보여줄 것으로 기대된다.

폐프린터 기판으로부터 유가금속회수를 위한 물리적 처리 및 침출 (Physical Separation and Leaching for Recovery of Valuable Metals from Waste Printer PCBs)

  • 정진기;이재천;김민석;김병수;신선명
    • 한국자원리싸이클링학회:학술대회논문집
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    • 한국자원리싸이클링학회 2005년도 춘계임시총회 및 제25회 학술발표대회
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    • pp.37-40
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    • 2005
  • 폐 프린터의 발생량이 해마다 증가하고 있으며 이에 대한 재활용이 필요하다. 폐 프린터의 재활용에 있어서 다른 구성성분보다 기판의 처리가 문제가 된다. 본 연구는 폐 프린터의 기판을 재활용하는 데에 습식처리공정을 적용하기 위하여 먼저 전처리로 분쇄와 분리를 실시하였다. 기판을 1cm 이하로 분쇄한 다음 자력선별기를 이용하여 자성물질을 제거하고 비자성물질을 대상으로 4, 12, 40 mesh의 체를 이용하여 시료를 분리하였다. 전처리를 통하여 금속성분 특히 구리가 다량 함유된 12/40# 에 속한 시료를 대상으로 산에 의한 침출실험을 실시하였다. 실험 변수로는 산의 종류, 산 농도, 반응 온도, pulp density 등이었다.

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철을 미량 치환한 ZnO 희박자성반도체의 결정학적 및 자기적 특성 연구 (Crystallization and Magnetic Properties of Iron Doped ZnO Diluted Magnetic Semicondutor)

  • 안근영;박승일;김삼진;김철성
    • 한국자기학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.92-95
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    • 2005
  • 희박자성반도체 물질인 ZnO 산화물 반도체에 $^{57}Fe$를 미량 치환한 $Zn_{1-x}\;^{57}Fe_xO(X=0.01, 0.02, 0.03)$ 물질을 전통적인 고상반응법에 의하여 물질을 합성하였다. 이렇게 합성된 희박자성반도체 물질의 결정학적 및 자기적 특성을 x-선 회절(XRD), 진동시료 자화 측정 (VSM), $M\ddot{o}ssbauer$분광 실험을 통하여 연구하였다. $ZnFe_2O_4$의 스피넬 페라이트에 해당하는 이차상 생성을 진공열처리를 통하여 제거하였으며, 결정구조는 격자상수 ${\alpha}_o=3.252{\AA},\;c_o=5.205{\AA}$를 갖는 단일상의 wurzite hexagonal 구조로 결정하였다. 77 K에서의 VSM 측정결과 상자성상과 강자성상이 공존하는 결과를 확인할 수 있었으며, Fe의 치환량이 증가할수록 강자성상이 증가하는 것을 알 수 있었다. 뫼스바우어 측정 결과 4.2 K에서 강자성상에 해당하는 공명흡수선이 존재하였으며, 상온에서는 상자성에 해당하는 2개의 공명흡수선만이 존재하는 것을 알 수 있었다. 이러한 결과는 VSM 결과와 잘 일치하였다.

경량 연자성 소재의 군 시설물 적용 시 방사선 차폐효과 분석 (Analysis of Radiation Shielding Effect of Soft Magnetic Material applied to Military Facility)

  • 이상규;이상민;최경준;이병학
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제15권2호
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    • pp.191-199
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    • 2021
  • 본 연구의 목적은 경량 연자성 소재의 방사선 차폐 효과를 분석하여 군사시설에 대한 적용 가능성을 확인하는 것이다. 연자성 물질은 EMP 차폐에 효과적인 것으로 알려져 있다. 이 물질이 방사선 차폐에도 효과적이라면 군 방호에 효과적으로 적용이 가능할 것으로 예상된다. 이에 본 연구에서는 감마선 차폐 효과를 확인하기 위해 Cs-137 및 Co-60 선원을 사용하여 실험을 수행하였으며, 중성자 차폐 효과를 평가하기 위해 Monte Carlo N-Particle (MCNP) 모델링을 적용하였다. 그 결과 연자성 소재의 두께가 증가함에 따라 감마선과 중성자의 선형 감쇠 법칙에 의한 차폐성능이 향상됨을 확인할 수 있었다. 따라서 연자성 소재를 군사용 구조물 등에 적용할 경우에 방사선 차폐에 효과적이라는 것을 확인하였다.

전이금속이 도핑된 Si 박막의 열처리 효과에 따른 구조 및 자기적 성질

  • 서주영;박상우;이경수;송후영;김은규;손윤
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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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.

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제 5힘과 중성자성의 구조 (ON THE FIFTH FORCE AND THE STRUCTURE OF NEUTRON STAR)

  • 송두종;이해심
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제11권1호
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    • pp.115-130
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    • 1994
  • 구성물질에 영향을 받는 제5힘이 존재할 경우 별의 특성과 구조를 중성자성을 대상으로 살펴보았다. 중성자만으로 이루어진 축퇴된 중성자성의 크기, 질량및 구조는 변형된 토마스-페르미 방정식의 해로서 계산할 수 있고, 제5힘이 없을 경우와 같이 새로운 중성자성의 크기, 질량 및 구조가 제5힘의 상수와 중력상수 $\alpha$에 영향을 받고 있음을 알았다. 극히 상대론적인 경우 새로운 중성자성의 특성 질량인 챤드라세카르 질량, $M_{ch}\simeq(1-\alpha)^{-3/2}{m_{pl}}^3/m^2$ 은 물리법칙의 상수만으로 결정되는 것을 확인할 수 있었다. 그러나 실험 결과의 한계안에서 새로운 중성자성의 크기와 질랴의 변화량은 각각 $\alpha$/2 와 3$\alpha$/2 정도였다.

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X-선 자기 원형 이색성 (X-Ray Magnetic Circular Dichroism)

  • 김재영
    • 한국자기학회지
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    • 제20권5호
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    • pp.201-205
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    • 2010
  • X-선 자기 원형 이색성 측정은 자성물질을 구성하는 원소별 자기적 성질의 측정 및 궤도 자기 모멘트와 스핀 자기 모멘트를 구별하여 측정할 수 있다는 장점으로 인해 여러 가지 자성 신물질 및 다양한 기능성 자성 다층 박막의 연구에 많이 이용되어 왔다. 이 글에서는 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.