• 한국자기학회지
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• 제26권6호
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• pp.179-184
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• 2016

스핀전달토크(Spin-Transfer Torque: STT) MRAM의 상용화를 위해서는 낮은 반전전류와 높은 열적 안정성을 동시에 만족해야 하고, 이를 위해서는 큰 스핀 분극, 강한 수직자기이방성 에너지을 가지는 물질이 요구된다. 본 연구에서는 STT-MRAM에 적합한 물질로 알려진 B2 CoFe 면심에 X(O, F, S, Cl) 원자가 위치한 $CoFeX_3$ 합금의 전자구조와 자기결정이방성(Magnetocrystalline anisotropy: MCA) 에너지를 계산하였다. X 원자가 F나 Cl일 때는 페르미 준위에서의 스핀 분극율이 각각 97 %, 96 %로, 반쪽 금속에 근접한 전자구조를 가짐을 확인할 수 있었다. 뿐만 아니라 표면이 Co 원자로 끝나는 5층 박막은 모든 X에 대해 수직 자기이방성를 가졌으며, 특히 $CoFeCl_3$의 자기이방성 에너지는 약 1.0 meV/cell로 상당히 컸다. 따라서 6, 7 족 원소를 잘 활용하면 높은 스핀 분극율과 강한 수직 자기이방성를 동시에 가지는 물질을 제조할 수 있게 되어 STT-MRAM의 상용화에 기여를 할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국자기학회지
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• 제25권5호
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• pp.162-168
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• 2015

광 리소그래피 공정을 이용하여 반강자성체 IrMn 층을 기반으로 하는 GMR-SV(giant magnetoresistance-spin valve) 소자 위에 ${\mu}m$ 선폭 크기의 코일을 적층하여 미크론 크기 코일을 제작하였다. GMR-SV 박막일 때와 소자 제작 후의 자기저항비와 자장감응도는 각각 4.4 %, 2.0 %/Oe와 1.6 %, 0.1 %/Oe로 나타났다. 여러 개의 $1{\mu}m$ 크기인 자성비드가 붙은 적혈구 바로 아래 위치에 놓일 소자와 10번 감은 미크론 크기 코일에 흐르는 AC 및 DC 전류 크기에 따른 자기장 분포를 유한요소법 전산모사로 분석하였다. 코일 중심인 $z=0{\mu}m$에서 주파수 20 kHz인 AC 전류가 0.1 mA에서 10.0 mA로 증가하면 이 값에 비례하여 자기장의 크기는 $30{\mu}T$에서 $3060{\mu}T$로 증가하였다. 그리고 코일 중심에서부터 $z=10{\mu}m$에서 자기장 크기는 $z=0{\mu}m$인 중심에서 보다 1/6배로 줄어들었다. 미크론 크기 코일에 흐르는 전류에 의해 생성되는 자기장은 적혈구 포획용으로 충분한 크기를 갖고 있어서 검출용 바이오센서로 활용 가능함을 확인 할 수 있었다.

• 전기화학회지
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• 제5권1호
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• pp.17-20
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• 2002

다양한 조성의 CoFeNi합금이 chloride bath와 sulfate bath에서 전해도금 되어졌고, 합금의 도금 특성과 자기특성이 관찰되어졌다. CoFeNi합금 박막의 전해도금에 있어서 Fe조성의 증가는 chloride bath에서보다 sulfate bath에서 빠르게 증가하였다. 전류효율은 큰 변화가 보이지 않는 chloride bath와 달리 sulfate bath에서는 $750\%$에서 $50\%$로 큰 폭으로 감소하였다. Co, Fe, Ni조성이 $80\%,\;10\%,\;10\%$되는 CoFeNi합금이 이번 실험에서 가장 우수한 연자성 재료로 평가되었으며, 그때의 Coercivity는 3 Oe이고 높은 squareness값을 보였다

• 한국재료학회지
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• 제13권11호
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• pp.737-741
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• 2003

Polycrystalline $Ti_{l-x}$ $Co_{x}$ $O_2$thin films on $SiO_2$ (200 nm)/Si (100) substrates were prepared using liquid-delivery metalorganic chemical vapor deposition. Microstructures and ferromagnetic properties were investigated as a function of doped Co concentration. Ferromagnetic behaviors of polycrystalline films were observed at room temperature, and the magnetic and structural properties strongly depended on the Co distribution, which varied widely with doped Co concentration. The annealed $Ti_{l-x}$ $Co_{x}$ $O_2$thin films with $x\leq$0.05 showed a homogeneous structure without any clusters, and pure ferromagnetic properties of thin films are only attributed to the X$l-x_{l-x}$ $Co_{x}$X$O_2$phases. On the other hand, in case of thin films above x = 0.05, Co-rich clusters formed in a homogeneous $Ti_{l-x}$ $Co_{x}$ $O_2$phase, and the overall ferromagnetic (FM) properties depended on both FMTCO and FMCo. Co-rich clusters with about 10-150 nm size decreased the value of Mr (the remanent magnetization) and increased the saturation magnetic field.

• 한국재료학회지
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• 제4권1호
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• pp.31-36
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• 1994

Mn-Zn ferrite를 가공하여 VCR헤드의 제조과정에서 비자성체 gap용 $SiO_{2}$증착층과 유리와의 접합시 유리내에 기포 형태의 결함이 발생하는 경우가 있다. 기판의 조도나 $SiO_{2}$의 증착속도의 영향을 분석한 결과, 기포의 생성원인이 $SiO_{2}$ 증착층과 접합유리의 융착시 계면에 존재하는 요철의 불완전한 충진에 의한 것으로 나타났다. 따라서 이러한 기포생성을 억제시키는 위해서는 기판을 최대한 경면 연마시켜 표면조도를 작게하고 $SiO_{2}$증착속도를 조절함으로써 $SiO_{2}$증착층의 표면조도를 작게하여 유리 융착시 계변의 요철 크기를 작게해야 한다. 기판을 0.05$\mu\textrm{m}$알루미나 분말로 경면연마시키고, 10% Osub 2/분압을 갖는 Ar plasma상태하로 조절된 증착속도로 즈악된 $SiO_{2}$증착층과 접합유리의 융착시 기포가 전혀 발생치 않았다.

• 비파괴검사학회지
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• 제28권5호
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• pp.421-426
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• 2008

스핀밸브 GMR(giant magnetoresistance) 구조를 갖는 Ta/NiFe/CoFe/Cu/NiFe/IrMn/Ta재료의 자유층에 의한 PHR (planar hall resistance) 특성을 이용한 자기 바이오센서를 제작하였다. PHR 소자는 사진식각 및 건식에칭 공정을 통하여 마이크로 사이즈로 제작되었다. 직경이 $2.8\;{\mu}m$인 단일 자기비드가 있는 경우와 자기비드가 없는 경우 자기장의 세기에 다른 PHR 신호를 측정하였으며, 직경이 $2.8\;{\mu}m$인 단일 자기비드 측정에 성공하였다. 따라서 본 연구에서 제작한 PHR센서는 자기비드 입자의 유무에 따른 출력 특성의 차이를 이용하여 단일 자기비드 측정이 가능한 고분해능 자기 바이오센서에 응용될 수 있다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2001년도 하계학술대회 논문집
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• pp.478-480
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• 2001

Fe-base amorphous films exhibit large saturation magnetostriction and soft magnetic Properties, which make them suitable for strain sensor applications. Most important material properties for the performance of these elements are the superior soft magnetic properties, such as high permeability and small coercive force, as well as magnetoelastic properties. It is well known that the strain generated in film deposition and/or post-heat treatment processes is one of important material properties, which effects on the soft magnetic properties of the film via magnetoelastic coupling. In this study, the effect of an isotropic strain in plane of magnetic films have been performed experimently. Amorphous films with the composition of (F $e_{90}$ $Co_{10}$)$_{78}$S $i_{l2}$ $B_{10}$ were employed in this study. The film with 5${\mu}{\textrm}{m}$ thick was deposed onto the polyimide substrate with 50${\mu}{\textrm}{m}$ thick by virtue of RF sputtering. The film was subject to post annealing with a static magnetic field with 500Oe magnetic field intensity at 35$0^{\circ}C$ for 1 hour. The polyimide substrate with the film was bonded with an adhesive on PZT piezoelectric substrate with 600${\mu}{\textrm}{m}$ thick in applying voltage of 500V. The change in MH loops of films due to the isotropic strain was measured by using VSM. The coercive force was evaluated from MH loops. It has shown in the results that M-H loops of films are subject to change considerably with a dc voltage, resulting of the magnetization rotation from normal to plane direction as the applied voltage is changed from 500V to 250V.50V.V.

• 한국자기학회지
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• 제14권4호
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• pp.127-130
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• 2004

본 연구는 (pd/Co)$_{N}$FeMn 구조의 다층박막을 dc 마그네트론 스퍼터링 시스템으로 증착하여 교환결합된 수직이방성에 대한 자기적 특성과 열적안정성을 조사하였다. 반강자성 FeMn 두께를 0-2lnm에서 변화시키면서 측정한 결과 Ta(1.9 nm)/(Pd(0.8nm)/Co(0.8nm)$_{5}$Mn(15nm)/Ta(1.9nm)에서 127 Oe교환바이어스세기(exchange biasing field: H$_{ex}$)를 얻었다. 그리고 이 구조에서 열적 안정성을 조사하기 위하여 온도 변화에 따른 H$_{ex}$변화를 확인한 결과, 24$0^{\circ}C$까지는 H$_{ex}$가 115 Oe에서 195 Oe까지 증가하였고, 그 이후 33$0^{\circ}C$에서 교환 결합된 수직자기이방성 곡선이 사라지는 것을 관찰하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 추계학술대회 논문집 Vol.16
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• pp.267-270
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• 2003

We have studied the interfacial diffusion phenomena and the role of ${\alpha}-Al_2O_3$ buffer layer as a diffusion barrier in the $Ba-ferrite/SiO_2$ magnetic thin films for high-density recording media. In the interface of amorphous Ba-ferrite ($1900-{\AA}-thick)/SiO_2$ thin film during annealing, the interfacial diffusion started to occur at ${\sim}700^{\circ}C$. As the annealing temperature increased up to $800^{\circ}C$, the interfacial diffusion abruptly proceeded resulting in the high interface roughness and the deterioration of the magnetic properties. In order to control the interfacial diffusion at the high temperature, we introduced ${\alpha}-Al_2O_3$ buffer layer ($110-{\AA}-thick$) in the interface of $Ba-ferrite/SiO_2$ thin film. During the annealing of $Ba-ferrite/{\alpha}-Al_2O_3/SiO_2$ thin film even at ${\sim}800^{\circ}C$, the interface was very smooth. The smooth interface of the film was also clearly shown by the cross-sectional FESEM. The magnetic properties, such as saturation magnetization 3nd intrinsic coercivity, were also enhanced, due to the inhibition of interfacial diffusion by the ${\alpha}-Al_2O_3$ buffer layer. Our study suggests that the ${\alpha}-Al_2O_3$ buffer layer act as a useful interfacial diffusion barrier in the $Ba-ferrite/SiO_2$ thin films.

• 대한금속재료학회지
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• 제49권6호
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• pp.505-513
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• 2011

A magnetic device which enables the application of a strong and uniform magnetic field to thin film during sputtering was designed for controlling the magnetic anisotropy using a three dimensional finite element method, and the effects of the external magnetic field on the magnetic properties of sputtered thin films were investigated. Both the intensity and the uniformity of the magnetic flux density in the sputter zone (50 mm ${\times}$50 mm) was dependent on not only the shape and size of the magnet device but also the magnitude of stray fields from the magnet. For the magnet device in which the distance between two magnets or two pure iron bars was 80-90 mm, the magnetic flux density along the direction normal to the external magnetic field direction was minimum. The two row magnets increased the magnetic flux density and uniformity along the external magnetic field direction. An Fe thin film sputtered using the optimized magnet device showed a higher remanence ratio than that fabricated under no external magnetic field.