The out-of-plane and in-plane angular dependence of ferromagnetic resonance field was measured in NiFe thin films fabricated by magnetron sputtering. The effective magnetization was obtained from the out-of-plane angular dependence of ferromagnetic resonance field, which was well agreed with calculated one. The decrease of effective magnetization with NiFe thickness was due to the surface anisotropy constant of $K_s=-0.23\;erg/cm^2$. The in-plane uniaxial anisotropy fields were obtained from the in-plane angular dependence of ferromagnetic resonance field. The easy axis of in-plane uniaxial anisotropy field was rotated to the reverse direction of applied magnetic field during sample fabrication, which was explained by the antiferromagnetic NiFeO layer at sample surface.
앞의 논문에서 살펴 본바와 같이 밀도 범함수 이론에 바탕을 둔 제일 원리적 에너지 띠 계산 방법의 하나인 FLAPW(Full-potential Linearized Augmented Plane Wave) 방법 에 의해 표면, 계면, 초격자에서의 전자 구조및 자기적 성질, 그리고 구조적 성질이 잘 설명될수 있음을 보았다. 이러한 성공적 결과에도 불구하고 전자구조 계산 방법은 풀어야할 새로운 문제에 직면하고 있는데 그 중 중요한 것은 스핀-궤도 결합(spin-orbit coupling : SOC)을 어떻게 취급하며, 그 결과로 나타나는 자기 결정 이방성( magnetocrystallinge anisotropy : MCA)과 강자성 금속에서 나타나는 광자기적 효과를 설명하는 것이다.
Induced anisotropy with the energy of $6{\times}10^4\; J/m^3$ is obtained in amorphous Sm-Fe based thin films which are fabricated by rf magnetron sputtering under a magnetic field of 500~600 Oe. Compared with conventional thin films, the anisotropic thin films exhibit a similar "saturation" magnetostriction, but show a very large anisotropy in magnetorstiction which is of significant practical importance due to increased strain at a particular direction. It is shown from a systematic investigation over a wide composition range for binary Sm-Fe alloys that anisotropy is also induced, though small, during a normal sputtering procedure due to the stray field, and the largest anisotropy is observed in the composition range of 25~30 at.% Sm. Furthermore, induced anisotropy is also found to be formed by magnetic annealing, but the anisotropy energy is much smaller than that by magnetic sputtering. This may be because the volume diffusion by which atoms move during magnetic annealing to from induced anisotropy is much slower than the surface diffusion which is expected to be a dominant factor during magnetic sputtering.puttering.
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.
SF6 플라즈마를 이용한 텅스템 실리사이드 식각공정에서 전력, 압력, 전극간 거리, 기판온도 등의 공정변수와 CI2 첨가 기체가 식각율, 이방성, RIE Lag 등의 식각특성에 미치는 영향을 살펴보았다. 입력 전력이 증가할수록 식각율이 증가하였고 RIE Lag는 감소하였다. 식각율은 150mtorr에서 최대가 되었는데 이는 이온과 반응성 라디칼의 공동작용효과가 가장 크게 나타나기 때문으로 생각된다. 또한 압력이 작아질수록 이온의 에너지가 증가하고 이온의 분산현상이 감소하여 RIE Lag이 감소되었다. 전극간 거리가 감소할수록 식각율은 증가하고 RIE Lag은 감소되었으나 이방성은 악화되는 것으로 나타났다. 기판 온도가 증가할수록 표면 반응이 활발해져 총 식각율은 증가하였으며 반응성 라디칼의 도랑 내부로의 확산이 용이하게 이루어져 RIE Lag가 감소하였으나 화학적 식각의 증가로 이방성은 악화되었다. 염소의 첨가량이 증가할수록 도랑 벽면에 보호막이 형성되어 식각율 및 RIE Lag은 감소하였으며 이방성은 향상되는 것으로 나타났다.
단결정 실리콘 태양전지 공정에서 이방성 습식 식각 용액을 이용하여 기판 표면에 피라미드 구조를 형성하는 것을 텍스쳐링이라고 한다. 실리콘 기판의 표면을 식각하여 요철구조를 만들어줌으로써 셀 내부로 입사되는 광량을 증가시켜 태양전지의 단락 전류 및 효율 향상 효과를 얻을 수 있다. 일반적인 태양전지 공정에서는 요철구조를 형성할 시 따로 마스크를 사용하지 않으며, 태양전지 급 웨이퍼를 절삭손상층 식각 한 후, 강염기성 용액과 알코올의 혼합용액에 담가서 이방성 식각을 실시하여 요철 구조를 형성한다. 본 연구는 기존의 텍스쳐링 공정에서 사용되는 대표적인 용액인 수산화칼륨(potassium hydroxide, KOH)과 알코올의 혼합용액과 사메틸수산화암모늄(Tetramethylammonium Hydroxide, TMAH)과 알코올의 혼합용액에 Triton X-100 계면활성제를 각각 첨가하여 실험을 진행하였다. 식각된 태양전지용 실리콘 기판의 표면은 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope)을 통하여 관찰하였고, 분광광도계(UV/VIS/NIR Spectrophotometer)로 반사도 값을 측정하여 기판의 특성을 평가하였다.
The changes in the optical anisotropy of the clean Cu(110) and the oxygen covered Cu(110) surfaces due to Cu growth have been studied by reflectance difference spectroscopy(RDS). We have monitored the growth mode of Cu atoms on Cu(110) and Cu(110)-(2XlO surfaces at 250K and checked the surfactant effect of oxygen during the Cu growth. For Cu grow on Cu(110) and Cu(110)-(2Xl)O surface at low temperature, we observed evidence for the layer-by-layer growth mode with change of 4.25eV peak intensity.
Kim, Eun Gu;Jekal, So Young;Kwon, Oryong;Hong, Soon Cheol
Journal of the Korean Magnetics Society
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v.24
no.2
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pp.35-40
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2014
We investigate magnetism and magnetocrystalline anisotropy of CoFe thin films, using VASP code in GGA. In this study Co-terminated and Fe-terminated 5-layer CoFe thin films are employed. The Co-terminated CoFe thin film shows two total energy minima at 2-dimensional lattice constants of $2.45{\AA}$ and $2.76{\AA}$. The film of $2.45{\AA}$ has fcc-like structure and the film of $2.76{\AA}$ has bcc-like structure similarly to a bulk CoFe alloy. And the fcc-like film is more stable by the energy difference of about 160 meV compared to the bcc-like film. The Fe-terminated CoFe film shows very complicated behaviour of total energy which is suspected to be closely related to its complex magnetic structure. The Co-terminated CoFe film of $2.76{\AA}$ shows perpendicular magnetocrystalline anisotropy (MCA), while the film of 2.45 does parallel MCA. The Fe-terminated CoFe film also exhibits similar MCA behaviour.
To investigate the influence of the Hf concentration and the annealing effect in $Co_{1-x}Hf_x$(X=0.16, 0.24 at.%) systems, ferromagnetic resonance experiments have been carried out. Spin wave resonance spectra for all samples consist of several volume modes and one (or two) surface mode. It is suggested that both surfaces of the film have a perpendicular hard axis to the film plane (negative surface anisotropy). The surface anisotropy $K_{s2}$ at substrate-film interface is varied slowly from -0.07 to -0.32 erg/$\textrm{cm}^2$ and the surface anisotropy $K_{s1}$ at film-air interface is varied from 0.18 to -0.47 erg/ $\textrm{cm}^2$ with increasing annealing temperature in the amorphous $Co_{84}Hf_{16}$ thin films. Also, the surface anisotropy $K_{s2}$ is varied slowly from -0.31 to -0.41 erg/$\textrm{cm}^2$ and the surface anisotropy $K_{s1}$is varied from -0.19 to -0.60 erg/$\textrm{cm}^2$ with increasing annealing temperature in the amporphous $Co_{84}Hf_{16}$ thin films. We conjecture that the variation of surface anisotropy $K_{s1}$ is due to the increase of Co concentration resulted from Hf oxidation for low temperature annealing(150~175 $^{\circ}C$) and the diffusion of Co atoms near the film surfaces for high temperature annealing (200~225 $^{\circ}C$).
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[게시일 2004년 10월 1일]
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