• 한국자기학회지
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• 제19권4호
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• pp.142-146
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• 2009

이온빔 증착법으로 제작한 코닝유리(Corning glass)/Ta(5 nm)/(Permalloy, Conetic)/Ta(5 nm) 박막에 대한 연자성의 특성에 대해 연구하였다. 퍼멀로이(Permalloy; NiFe)층과 코네틱(Conetic; NiFeCuMo)층을 증착하여 인가 자기장 방향에 용이축과 곤란축의 자기저항곡선으로부터 얻은 보자력과 포화자기장에 대해 각각 비교하였다. 두께가 10${\sim}$15 nm인 코네틱 박막의 표면저항값은 퍼멀로이 박막보다 2배 정도 높았으나 보자력과 포화자기장은 1/3배 정도 낮았으며, 자화율은 2${\sim}$3배 정도 높은 초연자성의 특성을 가졌다. 퍼멀로이 박막보다 연자성의 특성이 높은 코네틱 박막을 이용한 스핀밸브나 터널접합의 소자를 개발할 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 한국자기학회지
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• 제17권4호
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• pp.172-177
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• 2007

셀(cell) 단위의 생체분자의 자성특성 검출을 위한 거대자기저항-스핀밸브(giant magnetoresistance-spin valves; GMR-SV) 바이오센서로서 미세 패턴된 모양에 따라 길이 방향과 폭 방향 용이축에 의존하는 자기저항 특성을 연구하였다. 바이오센서(biosensor)로서 사용할 스핀밸브 다층구조는 glass/NiO/NiFe/CoFe/Cu/CoFe/NiFe 이었다. 자성 다층박막의 일축이방성을 만들기 위해 증착시와 소자 패턴닝 후 진공 열처리를 $200^{\circ}C$에서 300 Oe 정도 외부자기장을 인가하였다. 형상자기이방성 효과를 고려하여 광 리소그래피 과정으로 얻은 미세 활성영역 패턴 사이즈는 $2{\times}5{\mu}m^2$로 정하였다. 2단자법으로 길이방향의 센싱전류와 폭 방향의 고정층의 용이축 방향 각도에 의존하는 자장민감도의 변화는 바이오센서 소자로서 활용에 중요한 요인임을 확인하였다.

• 한국자기학회지
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• 제19권6호
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• pp.197-202
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• 2009

코닝유리(Corning glass) 기판 위에 이온빔 증착법으로 제작한 버퍼(Ta)/코네틱(Conetic; NiFeCuMo) 박막에 대해 버퍼층에 의존하는 결정성장과 열처리 효과를 조사하였다. 또한 코네틱층을 증착할 때에 인가한 자기장 방향으로 용이축과 곤란축의 자기저항 곡선으로부터 얻은 보자력과 포화자기장값을 버퍼층 유무에 따라 서로 비교하였다. Ta 박막의 두께가 5 nm이고 코네틱 박막의 두께가 50 nm일 때에 보자력은 0.12 Oe으로 작았으며, MH 히스테리시스 곡선에서 얻은 자화율($\chi$)은 1.2 ${\times}\;10^4$으로 우수한 연자성의 특성을 가졌다. 저자기장에 민감한 거대자기저항 스핀밸브(GMR-SV; giant magneoresistance-spin valve)나 자기터널링접합(MTJ; megnetic tunnel junction) 박막구조에서 자유층으로 연자성의 특성이 우수한 코네틱 박막을 사용할 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 한국자기학회지
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• 제19권2호
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• pp.52-56
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• 2009

[CoFe/Cu/CoFe]/IrMn 다층박막에 대하여 자유층 CoFe 두께에 따른 상호교환결합력, 교환결합세기, 보자력, 자기저항비, 자장감 응도 등의 자기저항 특성을 관찰하였다. IrMn 층을 통해 유도된 강자성체/비자성체/강자성체 구조인 CoFe(t)/Cu($25\;{\AA}$)/CoFe($60\;{\AA}$)/IrMn($80\;{\AA}$) 다층박막은 자유층 CoFe 두께 $30\;{\AA}$일 때 작은 보자력과 높은 자장감응도를 유지하는 연자성 특성을 보였다. 반면에 자유층 CoFe 두께 $90\;{\AA}$일 때 큰 보자력과 낮은 자장감응도를 보였다. 양호한 연자성 특성을 갖은 $2{\times}8{\mu}m^2$ 크기의 CoFe($30\;{\AA}$)/Cu($25\;{\AA}$)/CoFe($60\;{\AA}$)]/IrMn($80\;{\AA}$) 스핀밸브 소자를 제작하였다. 길이방향의 센싱전류와 폭방향의 고정층의 용이축 방향을 택하여 2 단자법으로 측정한 소자의 연자성 자기저항 특성인 자기저항비와 자장감응도는 각각 3.0%와 0.3%/Oe 이었다.

• 한국자기학회지
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• 제21권4호
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• pp.141-146
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• 2011

지난 20여년간 표면자성 현상의 연구에 가장 도움이 많이 되었던 실험방법중 하나인 표면 자기광 커효과(Surface magneto-optic Kerr effect, SMOKE) 실험 방법을 소개하고자 한다. 예를 들어 단일층의 철막이 강자성이 되는지, 또 큐리(Curie)온도는 bulk와 비교하여 얼마나 떨어져 있는지, 자화 용이축(easy-axis)은 어느 방향인지 등 매우 기본적인 자성박막의 특성은 스핀트로닉스(spintronics) 분야의 연구에 가장 기본적인 정보이다. 표면 자기광 커 효과(SMOKE)는 이러한 물음에 대한 답을 줄 수 있는 매우 효율적인 방법이다.

• 한국자기학회지
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• 제20권4호
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• pp.129-133
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• 2010

초연자성을 띠는 코네틱(Conetic; NiFeCuMo) 박막을 상호 중간층으로 강자성체인 CoFe 또는 NiFe 박막 사이에 삽입한 코닝 유리(Corning glass)/Ta(5 nm)/[CoFe or NiFe(5 nm-t/2)]/NiFeCuMo(t = 0, 4, 6, 8, 10 nm)/[CoFe or NiFe(5 nm-t/2)]/Ta(5 nm) 3층 박막구조에 대한 자기적 특성을 조사하였다. CoFe와 NiFe 박막의 자기적 특성은 박막의 두께에 따라 크게 결정되므로 자화 곤란축과 자화 용이축으로 측정된 이방성 자기저항 곡선으로부터 얻은 보자력과 자화율을 각각 비교하였다. 특히 3층 박막구조에서 NiFe 박막 사이에 자유층으로 NiFeCuMo 박막을 삽입하면 높은 자기저항비를 유지하면서 향상된 자장감응도를 유지하는 고감도 바이오센서용 거대자기저항-스핀밸브(giant magnetoresistive-spin valves; GMR-SV) 및 자기터널접합(magnetic tunnel junction; MTJ) 소자로 활용할 수 있다.

• 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.

• 한국자기학회지
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• 제24권5호
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• pp.140-145
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• 2014

본 연구에서는 교환 결합 특성을 갖는 CoFe/MnIr 박막 재료에서 MnIr의 두께에 따라 측정한 토오크 신호를 Stoner-Wohlfarth 모델로 계산한 결과와 비교 분석하였다. 모델 계산을 위하여 일축 이방성 상수 $K_F$와 $K_{AF}$를 각각 갖는 강자성(F)층과 반강자성 (AF)층 계면에 작용하는 교환 결합 상수 $J_c$를 고려하였다. 고정되지 않는 AF층에 의한 회전 손실은 $0.5t_c$ < $t_{AF}$ < $t_c$ ($=J_c/K_{AF}$)의 범위에서 나타나며, 고정된 AF층에 의한 일방 이방성 상수 $J_k$는 $t_{AF}$ > $t_c$에서 나타났다. CoFe/MnIr 재료에서 임계두께는 $t_c$ = 3.4 nm였으며, $t_{AF}$ = 3 nm의 시편에서 측정한 토오크 신호에서 보인 회전 손실은 AF 결정립의 용이축이 모든 방향으로 고르게 분포한 특성으로 설명되었다. $t_{AF}$ = 10 nm의 시편에서 측정된 토오크 신호에서 추출한 일방 이방성 상수는 $J_k=0.63J_c$의 관계를 보였다. 따라서, 일방 이방성 상수는 AF 결정립의 용이축을 한쪽 방향으로 정렬할 경우 $J_k=J_c$가 되어 약 37 %의 특성 향상을 기대할 수 있다.