• 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.

• 비파괴검사학회지
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• 제28권5호
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• pp.395-400
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• 2008

비자성 및 자성 금속 시편의 표면 결함을 검출하기 위하여 교류자기장을 이용하였다. 비파괴 센서 프로브는 자성 박막 요크와 박막형 코일로 구성된 신호 검출부와 시편에 교류자기장을 인가하기 위한 단일 직선을 이용한 여기 코일로 이루어져 있다. 박막형 유도 코일 센서는 스퍼터, 전기도금, 건식 식각과 사진식각 공정을 이용하여 제작되었다. 시편에 교류자기장을 인가하기 위하여 0.7 MHz-1.8 MHz 주파수 영역에서 0.1A-1.0A의 교류전류를 여기코일에 인가하였다. 센서의 특성은 최소 0.5 mm의 깊이와 폭을 가진 인위적인 슬릿 형태 비자성체 Al과 자성체 FeC 결함 시편을 이용하여 측정하였다. 측정된 신호는 높은 감도를 갖고 결함 시편위의 슬릿결함의 위치와 일치함을 알 수 있었다. 또한 박막형 유도 코일 센서를 이용하여 마이크론 크기의 표면 결함을 가진 자성체 FeC의 시편을 비접촉 스캔하여 측정된 유도전압의 변화를 이미지화 하였으며 그 결과를 광학적 이미지와 비교하였다.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2002년도 동계연구발표회 논문개요집
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• pp.20-21
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• 2002

최근 자성 박막의 연구에 있어서 이웃한 두 자성체 층 간의 교환 상호 결합 작용(interlayer exchange coupling)은 매우 중요한 연구 분야중 하나이다. 80년대 말 처음 강한 층간 교환 상호 결합 작용이 발견된 이래로, 비자성 사이 층의 두께에 따라서 층간 교환 상호 작용이 요동하는 현상과 더불어서 소위 거대 자기 저항(giant magnetoresistance)이라고 불리는 현상의 발견은 자성 박막의 나노 시대를 열었다고 해도 과언이 아니었다. (중략)

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2004년도 하계학술연구발표회 논문개요집
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• pp.206-207
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• 2004

수직자기이방성을 갖는 [Co/Pt]$\times$5 다층박막을 상온에서 이온빔 증착(ion beam deposition)법으로 제작하여 자기적 및 열적 특성을 연구하였다. 수직자기이방성 특성은 비정상 홀(Hall)-전압법으로 측정하였으며, 표면광 Kerr 효과로 확인하였다. $[Co(10{\AA}/Pt(12.5{\AA})]{\times}5$) 다층박막에서 수직자성 보자력은 400 Oe이었고 수평자성은 매우 큰 곤란축(hard-axis) 특성을 유지하였다. 진공 열처리 시 1 kOe의 균일한 자기장이 박막면 수평(시료 A)과 수직(시료 B)이 되도록 각각 인가함에 따라 열적안정성을 관찰하였다. 시료 A의 수직자성의 보자력이이 $300^{\circ}C$에서 1 KOe로 유지되어 시료 B의 열적안정성 보다 훨씬 우수하였다.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2002년도 동계연구발표회 논문개요집
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• pp.54-55
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• 2002

최근 자성박막과 이를 이용해 전자의 스핀을 제어할 수 있게 되면서, 이를 이용한 자기미세소자에 대해 많은 연구가 이루어지고 있다. 그 중 자성 다층박막과 자성 터널 접합에 대한 연구가 많이 행해지고 있는데, Co/cu 다층박막으로 제조한 소자는 상온에서도 65%를 넘는 큰 자기저항비를 보여주고 있다[1]. 또 다른 자기전자소자로 스핀 밸브 트랜지스터(SVT)가 있다[2]. 스핀 밸브 트랜지스터는 두 반도체 기판 사이에 금속 박막을 다층으로 삽입된 구조로 구성되어있다. (중략)

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.112-112
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• 2003

최근 자성반도체(diluted magnetic semiconductor; DMS)를 이용한 소자 개발이 가긍해짐에 따라 국내외에서 활발한 연구가 이루어지고 있다. 본 연구실에서는 GaN-단일전구체를 이용하여 상온에서 자기적 특성을 나타내는 p-type GaMnN를 성장시켰다 극한 환경에서의 자성반도체 재료의 물성 변화를 알아보기 위해, 본 연구에서는 세계 최초로 중성자 빔의 조사에 따른 자성반도체의 구조적, 자기적 특성 및 열처리에 따른 특성 변화를 관찰 및 분석하였다. Molecular beam epitaxy(MBE)를 이용하여 Mn cell 온도가 각각 77$0^{\circ}C$, 94$0^{\circ}C$인 GaMnN 박막을 성장시켰다. 성장된 박막 시편에 한국원자력연구소 하나로 HTS공에서 중성자 빔을 각각 20min(4.17$\times$$10^{16}$n/$\textrm{cm}^2$), 24hour(3.0$\times$$10^{18}$n/$\textrm{cm}^2$)씩 조사하였다 중성자 빔을 조사한 시편은 진공분위기 하에서 100$0^{\circ}C$, 30초간 열처리하였다.(rapid thermal annealing;RTA, 승온속도: 8$^{\circ}C$/sec) 중성자 빔을 조사한 GaMnN 박막의 구조적인 특성은 X-ray diffraction(XRD) 측정을 통해 관찰하였고, 박막의 자기적 특성은 superconducting quantum interference device(SQUID)를 통해 측정하였다.

• 한국자기학회지
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• 제3권4호
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• pp.314-319
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• 1993

Co-12at%Cr-2at%Ta/Cr-X 자성박막의 자기적성질과 미세구조에 미치는 첨가원소 X(X=Si, Mo, Cu, Gd)의 영향에 대해 조사하였다. Cr-X 하지층 및 CoCrTa 자성층의 두께는 각각 $1000~2000\AA$과 $200~800\AA$이었으며, 기판온도는 $100~200^{\circ}C$로 변화시켰다. Cr-X 하지층은 순수한 Cr 하지층에 비하여 보자력이 100 Oe~200 Oe 이상 증가하였다. Cu는 Gd, Mo, Si보다 높은 보자력 을 나타내는 Cr-X 하지층의 첨가원소 였으며 CoCrTa/Cr-Cu 자성박막은 하지층두께 $1500\AA$과 자성층두께 $600\AA$에서 높은 보자력을 나타내었다.

• 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.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.232-232
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• 2010

정보화 산업의 발달은 DRAM, flash memory 등을 포함한 기존의 반도체 메모리 소자를 대체할 수 있는 차세대 메모리 소자에 대한 개발을 요구하고 있다. 특히 magnetic random access memory (MRAM)는 SRAM과 대등한 고속화 그리고 DRAM 보다 높은 기록 밀도가 가능하고 낮은 동작 전압과 소비전력 때문에 대표적인 차세대 비휘발성 메모리로 주목받고 있다. 또한 MRAM소자의 고집적화를 위해서 우수한 프로파일을 갖고 재증착이 없는 나노미터 크기의 magnetic tunnel junction (MTJ) stack의 건식 식각에 대한 연구가 선행되어야 한다. 본 연구에서는 고밀도 반응성 이온 식각법(Inductively coupled plasma reactive ion etching; ICPRIE)을 이용하여 재증착이 없이 우수한 식각 profile을 갖는 CoFeB과 IrMn 박막을 형성하고자 하였다. Photoresist(PR) 및 Ti 박막의 두 가지 마스크를 이용하여 HBr/Ar, HBr/$O_2$/Ar 식각 가스들의 농도를 변화시키면서 CoFeB과 IrMn 박막의 식각 특성들이 조사되었다. 자성 박막과 동일한 조건에 대하여 hard mask로서 Ti가 식각되었다. 좋은 조건을 얻기 위해 HBr/Ar 식각 가스를 이용 식각할 때 pressure, bias voltage, rf power를 변화시켰고 식각조건에서 Ti 하드마스크에 대한 자성 박막들의 selectivity를 조사하고 식각 profile을 관찰하였다. 식각 속도를 구하기 위해 alpha step(Tencor P-1)이 사용되었고 또한 field emission scanning electron microscopy(FESEM)를 이용하여 식각 profile을 관찰함으로써 최적의 식각 가스와 식각 조건을 찾고자 하였다.

• 한국자기학회지
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• 제21권4호
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• pp.132-135
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• 2011

초연자성을 갖는 코네틱(NiFeCuMo) 박막을 NiFe 박막 사이에 삽입한 삼층박막 위에 반강자성체 FeMn을 증착한 다층박막에서 NiFe와 NiFeCuMo 박막의 두께에 따른 교환결합력과 보자력에 관한 특성을 조사하였다. 특히 NiFeCuMo 박막의 두께가 1 nm일 때 NiFe 박막 사이에 삽입한 삼층박막 위에 반강자성체 FeMn을 증착한 다층박막의 교환결합력은 최댓값을 나타내었다. 고정층과 자유층에 각각 NiFeCuMo 박막을 삽입하여 초연자성의 바이오센서용 거대자기저항-스핀밸브(giant magnetoresistive-spin valves; GMR-SV) 소자를 개발할 수 있는 가능성을 보여주었다.