• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.73-73
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• 2011

Zn-Sn-O (ZTO) 다성분계 산화물 박막은 일반적인 rf 스퍼터법으로 성막할 경우 비정질상으로 성장하여 결정질 산화물 박막에 비해 우수한 표면평탄도와 식각 단면을 제공한다. 비정질임에도 불구하고 넓은 자유전하 농도 범위에서 높은 Hall 이동도를 제공할 수 있는 것으로 보고되어 있어 비정질 산화물의 투명도전성 박막에 대한 관심이 높아지고 있다. 투명 TFT에 적용되는 또 다른 비정질계 산화물 박막인 In-Zn-O (IZO) 박막에 비해 ZTO 박막은 상대적으로 제한된 연구가 이루어졌으나, In의 함유되지 않아 경제적으로 유리하고, 특히 SnO2의 우수한 기계적 및 화학적 특성과 ZnO의 내환원성 특성을 잠재하고 있는 유망한 투명도전성 박막재료이다. 본 연구에서는 Zn-Sn-O계 박막을 통상의 rf 스퍼터법으로 성막하여 조성, 증착 온도, 그리고 열처리 온도에 따른 ZTO 박막의 구조적인 특성 변화와 이에 따른 전기적 및 광학적 특성 변화에 대하여 고찰하였다. ZnO 타겟과 SnO2 타겟을 사용하여 co-sputtering하여 ZnO의 부피 분률을 13~59 mol%까지 변화되도록 조절하여 증착하였다. 증착 온도는 상온, 150 및 $300^{\circ}C$로, 그리고 성막가스 중의 산소분률은 0%, 0.5% 및 1% 로 변화시켰다. 40 mol% 이상의 ZnO를 함유한 ZTO 박막은 가시광 영역에서의 평균 광투과도는 좋으나 전기적인 특성이 열악하였으며, ZnO 분율이 낮은 ZTO 박막은 10-2~10-3 ohm-cm 정도의 비교적 낮은 비저항을 나타내었으나 광투과도 면에서 떨어지는 단점을 보였다. 평균 광투과도는 증착 온도가 증가할수록, 그리고 산소의 양이 증가할수록 향상 되었다. 자유전하농도가 1017~1020 cm-3 정도의 넓은 범위에서 10 cm2/Vs 을 넘는 홀 이동도를 가지는 ZTO 박막의 증착이 가능함을 확인하였으며, 이로부터 투명 TFT 소자로 적용이 가능성이 있음을 보였다. EPMA를 이용한 정량분석 및 XRD를 이용한 구조분석과 연계한 ZTO 박막의 물성 및 최적 조건에 대한 논의가 이루어질 것이다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.62-62
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• 2010

인공관절은 노인성 질환이나 자가 면역질환, 신체적인 외상 등에 의한 관절의 손상 부위를 대체하기 위해 고안된 관절의 인공대용물로써 최근 인구의 고령화와 질병, 사고의 증가에 따라 그 수요가 급격히 증가하는 추세를 보이고 있다. 인공관절의 소재로는 현재 metal-on-polymer(MOP) 소재가 가장 많이 사용되고 있는데, metal 소재로서는 Co-Cr계 합금이, polymer 소재로서는 초고분자량 폴리에틸렌 (ultra high molecular weight polyethylene) 이 주로 사용되고 있다. MOP 소재의 경우 충격흡수의 장점이 있는 반면 wear debris에 의한 골용해로 인해 관절이 느슨해지는 문제점이 발생하여 재시술의 주요 원인이 되고 있다. 또한 metal 소재로 주로 사용되고 있는 Co-Cr계 합금의 경우 인공관절의 마모, 부식 현상에 의해 Co, Cr등이 체내에 용출되어 세포독성의 문제를 일으킬 수 있다는 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 고체원소 이온주입 기술을 이용하여 316L stainless steel 기판에 niobium을 이온 주입 한 후 niobium nitride (NbN) 박막을 증착하여 counterpart 소재인 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE) 의 마모를 줄이는 실험을 진행하였다. Pin-on-disk tribometer를 통해 마모 테스트를 진행하여 NbN 박막의 내마모특성을 평가하였으며, 박막의 결정구조 및 화학적 특성을 평가하기 위해 XRD, AES 분석을 수행하였다. 또한 박막의 경도와 표면조도를 측정하기 위해 micro hardness tester, AFM을 이용하였다.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.4 no.3
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• pp.239-243
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• 1994

$NiFe/TbCo/Si_3N_4$ thin films were fabricated, which can be employed as dualOongitudinal and transverse) biased magnetoresistive elements utilizing surface magnetic exchange at the interface of NiFe/TbCo films. When Tb area percent was 36 % and substrate bias was not applied, magnetic exchange fields of 100~180 Oe were obtained. The thicknesses of NiFe, TbCo and $Si_3N_4$(Protective layer) were $470\;{\AA},\;2400\;{\AA}\;and\;600\;{\AA}$, respectively. Magnetoresistance ratio of 1.45 % was obtained using NiFe films fabricated with 1000 W power and 2.5 mTorr of Ar pressure. The MR ratio of microstructured elements was reduced to 1.31 % and the MR response curves were shown not to saturate due to demagnetizing fields of the elements. When elements were fabricated with $36^{\circ}$ of misalignment with respect to the exchange field direction using films having 150 Oe exchange field, MR response curve was shifted by 85 Oe, and the operating point of the device shifted to the linear region of the response. Also, the Barkhausen noise was eiminated due to longitudinal bias field originating from the exchange field.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.20 no.6
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• pp.228-233
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• 2010

The microwave permeability was measured in order to analyze the thickness dependence of loss properties in CoFeHfO thin films with varying thickness of t = 57~1368 nm. A single resonance peak (P1) at 2.95 GHz was appeared in the samples with thickness less than 405 nm, while second resonance peak (P2) at 547MHz was additionally appeared in the samples with thickness greater than 405 nm. The P2 was originated by the angle distribution of the easy axis, which was confirmed from the measured results of the change of imaginary permeability with applied magnetic field in the sample of 1368 nm thickness and low field torque curves. If the second peaks can be reduced by minimizing the angle distribution of the easy axis, the CoFeHfO thin films with thickness greater than 400 nm can be used for the compact microwave devices operated at up to 2 GHz ranges.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.24 no.3
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• pp.99-105
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• 2014

$LiCoO_2$ thin film have received attention as cathodes of thin-film microbatteries. In this study, $LiCoO_2$ thin films were synthesized on Au substrates by sol-gel spin coating method and electrochemical properties were investigated under annealing temperature and time. The phycochemical properties of $LiCoO_2$ thin film were investigated by X-ray diffraction, scaning electron microscopy and atomic force microscopy. The electrochemical properties were characterized using galvanostatic charging/discharging cycling tests. From X-ray diffraction, as-grown films annealed at $550^{\circ}C$ and $750^{\circ}C$ are presumed to be spinel structure and a single phase of the layered-rock-salt, respectively. The RMS roughness and grain size of the films which annealed at $750^{\circ}C$ has similar values for annealing time 10 and 30 min, while for annealing time 120 min surface roughness, grain size increase and pore appearance were observed. The first discharge capacity of $LiCoO_2$ thin films annealed at $750^{\circ}C$ for 10, 30 and 120 min is about 54.5, 56.8 and $51.87{\mu}Ah/cm^2{\mu}m$, respectively. Corresponding capacity retention at 50th cycle is 97.25, 76.69, 77.19%.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.10 no.1
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• pp.30-36
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• 2000

SmCo films were deposited on Si(100) substrate by a Nd-YAG pulsed laser ablation of the targets of Sm$\_$100-x/Co$\_$x/ (73$\leq$x$\leq$93) at the substrate temperature of 600∼700$\^{C}$ and the laser beam energy density of Q switching mode or fixed Q mode. The magnetic properties of the films obtained from the Q switching mode exhibited a 4 $\pi$ Ms of 5200∼7700 Gauss, iHc of 190-250 Oe, and 4$\pi$M$\_$r//4$\pi$M$\_$s/ of 0.4∼0.74, respectively, while the fixed Q mode gave the magnetic properties of corresponding films of a 4$\pi$M$\_$r//4$\pi$M$\_$s/ = 0.32∼0.91 and iHc of 430-6290 Oe, respectively. The fixed Q mode gave the better magnetic properties of the SmCo films which seems to be due to a formation of magnetically hard minor phases in droplet of Sm-rich intermetallics. However, the resultant rough surface of the SmCo films is a problem to be solved by a continued study.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.7 no.3
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• pp.129-133
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• 1997

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 $^{\circ}C$).

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.9 no.6
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• pp.312-320
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• 1999

Effect of deposition conditions on the magnetic properties of SmCo/Cr prepared by a RF magnetron sputtering method was studied. We obtained the maximum coercivity of 3.2 kOe in the sample of Cr(50 nm)/SmCo(40 nm, 50W, 20 mT)/Cr(150 nm, 100 W, 30 mT). The coercivity of the SmCo/Cr depends largely on the roughness of the Cr underlayer and the composition of SmCo. The roughness of the Cr underlayer increased with increasing the Ar pressure and thickness, and promoted the isolation of SmCo grains which resulted in an enhanced coercivity. The composition of the SmCo was changed with RF power and Ar pressure due to the mass difference between Sm and Co and the resputtering phenomena. The maximum coercivity was obtained in the composition of about 20 at.% Sm. The mechanism of magnetization reversal of the present SmCo films changed from domain wall motion to domain rotation as the RF power and the Ar pressure increase. This was though to be due to the defects, such as the roughness of Cr surface, porous column boundaries etc., which inhibit domain wall movement.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.15 no.5
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• pp.265-269
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• 2005

Exchange bias effect of a various layered thin films were studied by FMR measurment. In plane angular dependence of a resonance field distribution which measured by FMR was analysed as a combined effect of an unidirectional anisotropy and an uniaxial anisotropy. Exchange biased NiFe/IrMn, IrMn/NiFe/IrMn, and NiFe/IrMn/CoFe thin films showed larger unidirectional anisotropy field and uniaxial anisotropy field with compared to that of an unbiased NiFe single thin film. In case of NiFe/Cu/IrMn, the film with thick Cu layer exhibited a similar trend to the unbiased NiFe thin film. NiFe/IrMn/CoFe thin film showed two resonance field distribution due to different ferromagnetic layers. In additon to the resonance field, the line width was also analysed with related to exchange bias effect.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.228-228
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• 2012

인공관절은 노인성 질환이나 자가 면역질환, 신체적인 외상 등으로 인하여 발생하는 관절의 손상 부위를 대체하기 위하여 고안된 관절의 인공 대용물이다. 인공 관절 중 인공 고관절의 경우 관절 운동을 하는 라이너(Liner)와 헤드(Head) 부분이 마모에 관여하여 인공관절의 수명에 영향을 미치게 되는데, 헤드 소재로서는 Co-Cr-Mo 합금이, 라이너 소재로서는 고분자 소재인 UHMWPE (Ultra High Molecular Weight Polyethylene)가 주로 사용되고 있다. 이러한 MOP (Metal-On-Polymer) 구조의 인공관절의 경우, 충격흡수의 장점이 있는 반면, 관절 운동시 발생하는 UHMWPE의 wear debris에 의한 골용해로 인하여 관절이 느슨해지는 문제점이 발생하여 재시술을 필요로 하게 된다. 또한 메탈 헤드의 마모로 인한 금속이온의 용출은 세포 독성의 문제를 야기하여 인공관절의 수명을 낮추는 또 하나의 요인이 되고 있다. 이러한 문제점들을 해결 하기 위하여, 본 연구에서는 PIII&D (Plasma Immersion Ion Implantation & Deposition)공정을 이용하여 Co-Cr-Mo 합금 소재 위에 niobium nitride (NbN) 박막을 증착하여 상대재인 UHMWPE의 마모를 줄이고자 하는 연구를 진행하였다. 마모량의 감소를 위하여, 박막을 증착하기 전에 Co-Cr-Mo 합금 위에 질소를 이온주입 하는 pre-ion implantation 공정을 도입하였으며, Co-Cr-Mo 합금과 NbN박막 사이의 접착력을 증가시키기 위하여 박막의 증착 초기에 이온주입과 증착을 동시에 수행하는 dynamic ion mixing공정을 수행하였다. 실험 결과 pre-ion implantation 공정을 도입한 경우 현재 상용화 되어있는 Co-Cr-Mo 합금에 비하여 마모량을 2배 이상 감소시키는 것을 확인 할 수 있었으며, dynamic ion mixing 공정을 도입한 경우 장시간의 마모 시험에서도 UHMWPE의 마모량을 2배 가까이 줄일 수 있었다.