• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.18 no.6
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• pp.206-210
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• 2008

According to the recent reports the bulk bcc Rh is ferromagnetic with a small difference of energy compared to paramagnetic state. In this study, the electronic structure and magnetism for bcc Rh(001) surface are investigated by means of the all-electron full potential linearized augmented plane wave method within the generalized gradient approximation. It is found that the surface ferromagnetic state is preferable over the paramagnetic one. For unrelaxed system, the magnetic moment of the surface layer, $0.48{\mu}B$, is slightly increased comparing with the bulk value, $0.41{\mu}B$ while the value of the subsurface layer, $0.23{\mu}B$, is much smaller than the bulk value. The total energy and atomic force calculations show that the surface layer is relaxed downward and the subsurface layer moves upward to reduce the layer distance between the surface and subsurface layers by 7.0 %. The relaxation effect leads to weakening the surface magnetic properties. Specifically, the value of the magnetic moment of the surface atom is decreased to $0.36{\mu}B$. Since the spin polarization of the subsurface layer is only $0.14{\mu}B$, it is concluded that the bcc Rh(001) surface is rather weakly ferromagnetic.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.346-346
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• 2011

최근 들어 나노스케일에서의 자구체(magnetic domain)에 대한 연구가 매우 활발하게 진행되고 있다. 현재 국내에서 자성 나노구조에 대한 연구가 매우 활발하게 진행 되고 있는 반면에 나노자성이미지를 연구 할 수 있는 장비는 매우 미비한 상황이다. 이러한 자성 이미징을 연구하는데 있어 가장 핵심 적인 장비가 SEMPA(Scanning Electron Microscopy with Polarization Analysis)이다. 국내에서 자성나노구조의 자화와 형상을 동시에 측정 할 수 있는 장비는 한국표준과학연구원에서 개발된 W-filament source를 사용한 SEMPA가 유일하다. 일반적으로 SEM의 경우 고에너지 빔의 전자 빔을 주사 시키고 이때 발생되는 이차 전자의 수를 2차원상의 영역에 따라 달라지는 비로 형상을 측정 하게 된다. 이때 전자의 수 뿐만 아니라 이들의 spin polarization을 측정 할 수 있다면 형상뿐 만 아니라 표면에서의 스핀 상태를 동시에 측정할 수 있게 된다. 기개발된 W-filament source를 이용한 SEMPA는 field emission source에 비하여 전자빔의 세기가 약하며 이차 전자의 수도 적어 spin polarization 감도가 현저히 떨어진다. 또한 초고진공(1x10-10torr)에서 사용할 수 없어 측정시료의 contamination을 방지 할 수 없다. 이러한 문제점들을 보안하기 위하여 field emission source를 이용한 FE-SEMPA를 개발 중이다. 본 연구에서는 설계 및 전산시늉등의 연구결과와 진행사항을 발표하고자 한다. 아울러 W-filament를 사용한 SEMPA의 연구결과에 대한 논의를 할 예정이다.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.26 no.4
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• pp.119-123
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• 2016

We have studied electronic and magnetic structure of cubane-type Cu magnetic molecule using density functional method. The calculated density of states show that Cu has 3d $x^2-y^2$ hole orbital because of short distances between Cu atom and in-plane 4 ligand atoms. The calculated total energy with in-plane antiferromagnetic spin configuration is lower than those of ferromagnetic configurations. The calculated exchange interaction J between in-plane Cu atoms is much larger than those between out-plane Cu atoms, since the $x^2-y^2$ hole orbital ordering of Cu 3d orbitals induces strong super-exchange interaction between in-plane Cu atoms.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.15 no.2
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• pp.162-166
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• 2005

자성재료는 각종 전자품에서 빼놓을 수 없는 중요한 소재로서 가전제품, 컴퓨터, 통신설비, 자동차 및 국방산업과 직결되어 있다. 현재 중국은 각종 자성재료의 생산량이 세계 1위이며 자성재료 생산대국과 산업중심의 역할을 하고 있다. 중국 자성재료의 중, 장기 시장 발전 전망이 매우 유망한 바, 중국의 자성재료 생산품의 전세계에서의 인식은 한층 더 올라갈 것으로 본다. 과학기술 독창능력, 기술개조와 기업의 관리수준을 반드시 강화시키고 산업구조를 조절하고 생산품의 등급을 한 단계 상승시켜 중국을 자성재료 대국으로부터 강국으로 진입하도록 인도해야 한다는 전략은 지난 11월초 중국 상해에서 개최한 "중국 자성재료 산업 중장기 발전 전략 포럼"에서 제기된 것이다. 본문에서는 이 포럼에서 발표된 내용과 산업계의 통계자료를 바탕으로 거시적인 각도에서 중국 자성체 산업의 전체적인 현황을 분석하였고 희토류 영구자석 특히 중국의 소결과 본드 NdFeB 자석의 산업현황을 소개했고, 희토류 영구자석에 대한 중국의 연구개발 상황을 소개했으며 자성체 산업발전의 전망에 대한 예측과 분석도 수행하였다.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.19 no.5
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• pp.161-164
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• 2009

The effect of periodic vacancies to the magnetism of the Fe monolayer was investigated by calculating the electronic structures using the full-potential linearized augmented plane wave method within the GGA approximation. We considered four types of vacancies, point defect, I type, + type, and H type which are consisted of one, three, five and seven vacant sites, respectively. We found that the Fe atoms nearest to the vacancy have the largest magnetic moment in each system, and the value of magnetic moment of the atom was increased as the number of vacancy site is increased. The value of the largest magnetic moment in the systems of point defect, I type, + type, and H type are 3.08, 3.09, 3.15, and 3.30 bohr magnetons, respectively.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.27 no.4
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• pp.140-144
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• 2017

We have studied electronic and magnetic structure of cubane-type Co magnetic molecule using density functional method. The calculated density of states show $Co^{+2}$ ionic state and high-spin state because of large exchange interaction between inside Co 3d electrons. The exchange interaction J between Co atoms depends Co-O-Co angle. The calculated J is ferromagnetic with right angles. On the other hand J is antiferromagnetic with large angles since super-exchange interactions between $Co^{+2}$ atoms. It induces that Co cubane has a antiferromagnetic spin structure of AFM1 = [${\uparrow}{\uparrow}{\downarrow}{\downarrow}$]

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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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.

• 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.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.24 no.4
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• pp.97-100
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• 2014

We have studied electronic and magnetic structure of Mn-dimer molecule using OpenMX method based on density functional method. The calculated density of states shows that the four O atoms split $e_g$ and $t_{2g}$ energy levels. The energy splitting by the crystal field is smaller than bulk MnO with cubic structure, because of small coordination number of atoms. Total energy with antiferromagnetic spin configuration is lower than that of ferromagnetic configurations. Calculated exchange interaction J between Mn atoms is one order larger than that of the other Mn-O magnetic molecules. That comes from the direct exchange interaction between Mn 3d orbitals and the super-exchange interactions caused by strong ${\sigma}$-bonding of Mn-O orbitals.

• Ceramist
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• v.2 no.4
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• pp.35-46
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• 1999

GMR 재료의 응용은 매우 광범위하며 크게 세 분야로 대별할 수 있다. 첫째는 자기 재생 헤드로서 $10Gbit/in^2$ 이상의 고밀도 자기기록 기술에서는 필수 불가결한 재료이다. 둘째는 다양한 분야에 응용될 고감도 자기센서 분야이며, 셋째는 집접화된 자기저항메모리(MRAM) 분야이다. GMR 센서를 사용한 자기헤드는 이미 시판되고 있고 기존의 AMR 재료인 퍼멀로이에 비하여 3~20배 이상으로 신호준위가 크고 사용온도 범위에서 선형성 및 열적안정성도 우수한 것으로 보고되고 있다. MRAM의 경우에는 스핀밸브 GMR 및 TMR 소자를 사용한 연구가 한창 진행중이다. GMR 현상은 발견 된지 고작 10년 밖에 되지 않았으나 GMR 자기센서는 이미 상업적으로 개발되어 응용되고 있다. 이러한 실질적인 응용에 유리한 고지를 선점하고 있는 것은 이방성결합형 스핀밸브 다층박막 구조로서 그 내구성과 특성 향상을 위한 연구가 다양하게 시도되고 있다. GMR현상의 발견은 자성재료분야 연구 및 응용에 있어 새로운 전기를 마련하였으며 특히 자성과 이동현상이 연계된 분야로서 소위 "Magneto-electronics" 또는 "Spintronics" 라는 [51] 새로운 미래기술의 장이 열리고 있다. 현재의 반도체 중심의 "Microelectronics" 기술에서는 전자와 전자공공을 이용하는 기술이라면 "Magneto-electronics" 기술에서는 스핀${\uparrow}$ 및 스핀${\downarrow}$의 두 종류의 전자를 이용하게 된다. 자성체와 도체를 접목한 스핀 트랜지스터 또는 자성체와 반도체를 접목한 스핀-polarized FET(field effect transistor) 등의 새로운 개념의 magnetoelectronics 소자가 창출되고 있다. 따라서 자기이동 현상의 기초 연구, 재료 측면의 연구 및 헤드, MRAM, 센서 등의 응용기술연구가 국내에서 활발하게 이루어져 21세기 새로운 자성전자(magneto-electronics)소자 응용에 경쟁력을 키워야 할 것이다.