직류 및 고주파 마그네트론 스파터링 방법으로 제조한 CoZr/Ag/CoCr 삼층박막에 대해, 강자성 공명 실험을 수행하므로서 비자성층인 Ag 층의 두께변화가 CoZr층과 CoCr층 사이의 교환결합(Exchabge coupling)에 미치는 영향을 고찰했다. CoZr/Ag/CoCr 삼층박막에서 층간 결합세기(Coupling strength) K'은 Ag층의 두께가 증가함에 따라 급격히 증가하여 Ag 층의 두게가 10$\AA$일 때, 최대값 748 Oe을 보였다. Ag 층의 두께가 20~100$\AA$인 영역에서 K'은 진동하는 모습을 보이는데, 이와 같은 특성은 80Ni-Fe/Cu/Co 다층박막에 대해 H.Koizumi 등이 관측한 결과와 유사한 모습으로서, 스원인규명을 위해 지속적인 연구가 요망된다고 생각한다. 그리고, Ag층의 두께가 100$\AA$ 이상 증가하면 층간 상호작용은 0으로 수렴하는 모습이 보인다. 모든 시료에 대해 K'은 0보다 큰 특성을 보이므로, CoZr층과 CoCr층 사이의 상호작용은 강자성 결합으로 해석된다.
열진공증착 방법으로 제작한 Ag/Co 다층박막의 구조, 자성 및 자기저항에 관하여 연구하였다. Ag층의 두께가 $60{\AA}$ 정도로 두꺼울 때는 Co 두께가 $5{\AA}$에서도 비교적 균일한 다층막의 형태를 이루어서 대부분의 Co층이 강자성의 성질을 가지나 Ag층의 두께가 $30{\AA}$으로 얇고 Co가 $15{\AA}$ 이하일 경우에는 Co층이 섬형화된 불연속 다층박막이 형성되어 섬형화된 많은 부분의 Co가 초상자성 성질을 가졌다. 또한 열처리에 의하여 Co의 섬형화가 진전되어 MR비가 증가 되었다. $3000{\AA}$ 두께의 $Ag30{\AA}/Co10{\AA}$ 불연속 다층박막에서 최대 6.1%의 자기저항비를 얻었으며 SiO를 하지층으로 입힐 경우 $1000{\AA}$ 다층박막에서 층상 구조의 개선으로 반강자성 결합 및 자기저항비가 증가되었다.
은을 함유한 폐기물로부터 은을 회수하는 일반적인 공정은 은을 질산으로 용해시킨 후 은이온만을 AgCl로 선택적으로 분리, 적당한 환원제를 사용하여 은을 얻는 방법이다. 본 연구에서는 $Na_2$$CO_3$양이 AgCl의 Ag로의 환원율에 미치는 영향에 대하여 통계학적인 기법(다항다중회귀분석 및 반응표면분석)을 사용하여 검토하였으며 반응시간 1시간, 반응온도 $620^{\circ}C$ 그리고 $Na_2$$CO_3$/AgCl의 당량비가 2.0일 때 96% 이상의 환원율을 얻을 수 있었다.
동시 열진공증착한 Ag-Co 미세입상 합금박막의 구조, 자기적 성질 및 거대자기저항 현상에 관하여 연구하였다. 증착된 상태에서 합금박막은 과포화된 Ag 기지와 석출된 Co 입자들이 공존하는 준안정한 fcc 구조를 이루고 있다. Co의 양이 20에서 55 at.%로 증가함에 따라 Ag 기지의 입자크기는 평균 147에서 $67{\AA}$으로 감소하였고 Ag 기지에 Co의 고용량은 2.5에서 6.7%로 증가하였다. 25 at.% 이하의 조성을 갖는 합금박막은 주로 초상자성 특성을 보였으며 그 이상의 조성에서는 초상자성과 강자성이 혼합된 거동을 보였다. 증착된 상태의 30 at.% 합금 박막에서(상온, 10 kOe) 최대 19%의 자기저항비를 얻었다. 증착된 상태에서 대부분의 코발트가 석출되어 있기 때문에 Cu-Co계와는 달리 열처리에 의해 MR비의 증가는 보이 지 않았다.
이방성 자기저항효과(anisotropic magnetoresistance : AMR)는 단층 자성박막으로 구성되므로 경제성 있게 박막화 시켜서 소형화가 가능하다. 기존의 급속응고법으로 생산된 리본형 MCo(M=Cu, Ag) 소자가 경제적으로 공업적 목적을 달성하였으나, 리본형 특유의 두께와 가공성이 부족하여 소형 소자에 함께 집적하기 곤란한 단점이 있었다. 새로운 박막형을 쓰면 추가 열처리 없이 기존의 리본형 소자와 비교하여 박막상태로 적절한 AMR 특성이 나오는지와 최적 AMR을 얻기 위한 Co의 조성을 아는 것이 중요하다. 열증착기를 써서 100nm의 $Cu_{1-x}Co_x$와 $Ag_{1-x}$ 박막을 Co의 조성을 $10{\sim}70wt%$로 달리하며 제작하여 이때의 자기적 특성을 확인하였다. CuCo는 40% Co에 0.5T에서 1.4%, AgCo는 30% Co에 2.6%의 MR비를 얻었고 이는 리본형 소자보다는 표면 산란 효과에 의해 MR비는 작지만 표면산화막 없이 직접 다른 소자공정과 함께 진행할 수 있는 장점이 있음을 확인하였다.
$Co^{2+}$ 이온과 $Ag^+$ 이온으로 교환된 제올라이트 A 즉, $Ag_6Co_3-A$(a = 12.131(5)$\AA$) 과 $Ag_3Co_{4.5}$-A(a = 12.145(1)$\AA$)의 결정구조를 X-선 단결정회절법으로 입방공간군 Pm3m을 사용하여 해석하였다. I > 3$\sigma$(I)인 189개의 회절반점을 써서 $Ag_6Co_3-A$구조에 대해서는 R1=0.06, R2 = 0.076까지 정밀화시켰으며 $Ag_6Co_3-A$ 구조에 대해서는 I > 3$\sigma$(I)인 258개의 회절반점을 써서 R1 = 0.045, R2 = 0.041까지 정밀화시켰다. 두 구조 모두 Co(II) 이온은 골조의 3개의 산소와 배위하고 있었고 Co(II)-O(3) 거리는 $Ag_3Co_{4.5}-A$에서는 2.118(4)$\AA$이었고 $Ag_6Co_3-A$에서는 2.106(4)$\AA$이었다. 또 두 구조 모두 O(3)-Co(II)-O(3) 각도는 약 $120^{\circ}$로서 Co(II)와 3개의 O(3)는 거의 이상적인 삼각 평면형의 배열을 갖고 있었다. 단위포당 양이온의 총수가 8개 이상이면 $Ag^+$이온은 8-링 위치에 $Co^{2+}$ 이온은 6-링 위치의 골조산소와 우선적으로 결합한다. Co(II)이온의 수가 단위포당 4.5개 이상이 되면 $Ag_{12-2x}Co_x-A (x > 4.5)$ 결정은 X-선 회절패턴이 없었고, 이것은 $Co^{2+}$ 이온이 $H_2O$분자를 가수분해하여 생성되는 $H^+$이온 농도가 축적되어 제올라이트 골조를 파괴시켰을 것으로 생각된다.
유리 기판위에 증착한 Ag 씨앗층이 SmCo/C자막의 미세구조 변화와 자기적 특성에 미치는 영향을 연구하였다. Ag층의 두께가 1nm인 경우 Cr의 거칠기와 입자크기, 그리고 (110)배향성이 감소되어 SmCo/Cr/Ag박막의 보자력 및 각형비가 감소하였다 Ag의 두께가 3 nm인 경우 Ag 씨앗층은 섬형화되어 Cr 하지층의 거칠기가 증가하고 Cr(110)배향성의 증가 그리고 결정립 크기를 감소시켜 보자력이 다시 증가되었다. Ag층의 섬형화에 의한 마이크로 범프효과는 스퍼터 증착분압에 크게 영향을 받았다. 즉 증착 분압이 30 mTorr인 경우 Ag 층의 두께가 3 nm일 때 그 현상이 나타났으나, 5 mTorr에서는 1 nm 두께에서 마이크로 범프 효과가 관측되었다. 두께가 3 nm인 Ag 씨앗층의 도입은 자화반전 거동을 자구벽이동에서 자구회전거동으로 변화시켰으며, 이는 Cr 결정립 크기 감소에 의해 증가된 결정립계가 pinning site로 작용하여 SmCo 자성층의 자구벽이동을 방해하였기 때문이다.
본 연구에서는 DC 마그네트론 스퍼터링을 이용해 MgO 단결정 기판 위에 성장된 Ag/CoFeB 박막의 스퍼터링 조건에 따른 박막 미세구조의 변화를 연구하였다. Ag 박막의 결정성 및 표면 거칠기는 인가전력(sputtering power) 및 증착온도의 변화에 따라 증착온도가 증가하는 경우 (200) 방향의 결정성이 향상되는 것을 확인하였으며, 인가전력이 증가되는 경우 표면 거칠기가 감소하는 것을 확인하였다. 또한 고분해능 TEM(transmission electron microscopy) 및 XRR(X-ray reflectivity) 측정을 통해 MgO 기판 위 Ag층의 켜쌓기 성장 및 MgO 기판과 Ag층 사이에 산화층에 해당하는 계면층이 존재하는 것을 알 수 있었으며, 증착온도의 증가에 따른 Ag의 섬상구조 형성 및 intermixing 효과에 의한 Ag/CoFeB 계면층의 변화 및 자기적 특성의 변화를 연구하였다.
20nm이하의 얇은 박막에서도 높은 보자력이 요구되는 Ti/CoCrPt 수직자기기록박막의 보자력 향상을 위해 Al, Cu, Ni, Cr, Ag, Mg, Fe, Co, Pd, Au, Pt, Mo, Hf등의 여러 하지층과 제조조건이 보자력에 미치는 영향을 조사하였다 이들 중 Ag과 Mg하지층은 Ti/CoCrPt박막의 보자력을 향상시켰으며 특히 2nm Ag 하지층을 사용할 경우 10nm CoCrPt 박막에서 2200 Oe의 높은 보자력을 보일뿐 아니라 $\alpha$값을 낮추는 효과가 있었다. 그러나 Ag를 하지층으로 사용하면 기대와는 달리 Ti(002)면의 우선배향 성장이 전혀 일어나지 않아 보자력 증대에 다른 기구가 작용하는 것으로 판단되었다. 그리고 표면의 거칠기가 큰 기판에서는 보자력뿐만 아니라 역자구생성자계도 감소하였다.
최근에 안모에 관심이 증가하면서 안모비대칭에의 불편을 호소하는 환자가 증가하고 있으며 안모 비대칭 평가에는 고가의 3차원적인 영상이 많이 이용되었다. 본 연구에서는 치과영역에서 쉽게 접할 수 있으며 비교적 저렴한 파노라마방사선 사진과 정모방사선 사진을 이용하였다. 안모 비대칭에 대한 골격적인 평가를 하고자 본 연구에 지원한 대상자 중에 특이할만한 전신 질환자나 특이한 교합을 지닌 대상을 제외한 35명을 택하여 파노라마 방사선 사진과 정모 방사선 사진을 촬영하였으며, 저작 형태와 안모 비대칭을 인지하는 정도를 설문지 형식으로 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 파노라마 방사선 사진상의 좌우측 비교에서 하악의 수직적 측정 항목인 Co-Go(p<0.05), Co-Ag(p<0.05)에서 하악각 측정 항목에서는 Co-Go-Ag(p<0.05), Go-Me-Ag(p<0.01) 유의한 차이를 보였다. 2. 파노라마방사선 사진에서 저작측에 따른 평가에서는 하악의 수직적 길이측정치에서 우측 저작자는 Co-Ag(p<0.01) 좌측 저작측에서는 Co-Go(p<0.05)에서 유의성을 보였다. 3. 정모 방사선사진 상의 좌우측 안모비대칭 비교에서는 Cg-Go(p<0.01), 우측 저작자에서는 Co-Ag(p<0.01) 좌측 저작자에서는 Cg-Go(p<0.05)에서 유의한 차이를 보였다. 4. 안모비대칭이 있다고 인지하는 군에서 하악의 수직적 측정 항목인 Co-Go(p<0.05)에서 유의성을, 하악각의 측정항목인 Co-Si-Cr(p<0.05), Go-Me-Ag(p<0.05)에서 유의성을 보였다. 안모가 좌측이 더 길다고 인지하는 군에서는 Go-Ag(p<0.05)의 수평적 계측 항목이 우측이 더 길었으며, 우측안모가 길다고 인지하는 군에서는 Co-Go(p<0.05)와 Co-Ag(p<0.01)의 하악의 수직적 측정치에서 유의성을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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