• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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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.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.28 no.5
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• pp.395-400
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• 2008

Alternating magnetic field was used for detection of surface flaws on nonmagnetic and magnetic metallic specimens. The nondestructive sensor probe was composed of the planar coil with inductive magnetic thin film yoke as a sensing component and a single straight typed exciting coil. The planar inductive coil sensor with magnetic yoke was fabricated by sputtering, electroplating, dry etching and photolithography process. The alternative currents with the range of 0.1A to 1.0A (0.7 MHz to 1.8 MHz) were applied to the exciting coil. The specimens were prepared with the slit shaped artificial surface flaws (minimum depth and width; 0.5 mm) on metallic plate (Al; nonmagnetic metal and FeC; magnetic metal). The detected signal for the positions and shapes of surface flaws on specimens were obtained with high sensitivity and high signal to ratio. The measured output signals by the non-contacted scanning on surface of FeC specimen with micron-sized crack were converted to the images of the flaws. And these results were compared with the optical images, respectively.

• Proceedings of the Korean Magnestics Society Conference
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• 2002.12a
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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)

• Proceedings of the Korean Magnestics Society Conference
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• 2004.06a
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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.

• Proceedings of the Korean Magnestics Society Conference
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• 2002.12a
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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)

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.03a
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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.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.3 no.4
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• pp.314-319
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• 1993

The Effects of additional element X (X = Si, Mo, Cu, Gd) on magnetic properties and microstructure of Co-1Zat%Cr-Zat%Ta/Cr-X magnetic thin film were investigated. The thickness changes of Cr-X underlayer and CoCrTa magnetic layer were in the range of $1000~2000\AA$ and $200~800\AA$. respectively. Substrate temperatures were controlled from $100^{\circ}C$ to $200^{\circ}C$. Increase of coercivity by about 100~200 Oe was observed in CoCrTa/Cr-X thin films compared to those without additional X element. Cu was the most effective additional element for increasing coercivity. CoCrTa/Cr-Cu thin film shows relatively high coercivity in $1500\AA$ underlayer thickness and $600\AA$ magnetic layer thickness.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.13 no.2
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• pp.59-63
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• 2003

Superparamagnetic properties of self-aggregated cobalt nanoparticles in the perfluorinated ion-exchange polymeric membrane (MF-4SK) prepared by ion-exchange and recovery methods were investigated by transmission electron microscopy (TEM) and superconducting quantum interference device (SQUID) magnetometer at various temperatures. Our experimental results show that cobalt nanoparticles in MF-4SK for the concentration of $7.8{\times}10^{19}$ atoms per 1 g of polymer membrane exhibit superparamagnetic properties above the average blocking temperature ($T_{B}$), which is determined to be around 185 K at applied field of 500 Oe. The average particle radius of 4.0 nm achieved from Langevin function fit is in good agreement with TEM observations. This experimental evidence suggests that cobalt nanoparticles in polymer film obey a single domain theory. The results are discussed in the light of current theory for the superparamagnetic behavior of magnetic nanoparticles.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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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.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.21 no.4
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• pp.132-135
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• 2011

The exchange bias field ($H_{EX}$) and the coercivity ($H_C$) variation and change depending on the thickness of intermediately super-soft magnetic NiFeCuMo layer with different thickness of the bottom NiFe layer were investigated. The $H_{EX}$ of triple pinned NiFe(4 nm)/NiFeCuMo($t_{NiFeCuMo}$= 1 nm)/NiFe(4 nm)/FeMn multilayer has the maximum value more less than one of single pinned NiFe(8 nm)/FeMn layer. If NiFeCuMo layer is inserted each into between the pinned and free NiFe layers, we can be used as GMR-SV device for a bio-sensor that has improved magnetic sensitivity.