• 제목/요약/키워드: Ferromagnetic resonance.

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NMR for magnetite

  • Lee, Soonchil
    • 한국자기공명학회논문지
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    • 제22권4호
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    • pp.101-106
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    • 2018
  • Magnetite is the oldest magnet material known to mankind. It is getting attention again from solid state physics researchers now a days because it is one of the most strongly correlated electron systems. Spin, charge, and orbital orders are interplaying with lattice and involved in the Verwey transition where magnetization, conductivity, and structure changes suddenly. The peculiar ordering states above and below the transition temperature mainly originate from the coexistence of $Fe^{2+}$ and $Fe^{3+}$ ions in the B site of the inverse spinel structure. In particular, the state of the charge and orbital order was the oldest and most intriguing problem. NMR has made significant contribution to the investigation of this question. A. Abragam stated that there is no doubt that NMR is a very powerful tool for the study of ferromagnetic and antiferromagnetic materials. In this mini-review, a short history of NMR investigation of magnetite is presented, providing a support to Abragam's claim.

Zr치환에 따른 YIG계 페라이트의 자기적 특성 연구 (A Study on the Magnetic Properties of YIG Ferrites with Zr-Substitution)

  • 양승진;윤종남;김정식
    • 한국세라믹학회지
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    • 제40권5호
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    • pp.428-433
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    • 2003
  • 이 연구에서는 소결온도와 Zr치환에 따른 아이솔레이터/서클레이터용 YIG 페라이트의 미세구조와 전자기적 특성의 변화를 고찰하고자 하였다. 조성은 $Y_{2.1}$C $a_{0.9}$F $e_{4.4-x}$ $V_{0.5}$I $n_{0.05}$A $l_{0.05}$Z $r_{x}$ $O_{12}$에서 x의 값을 0, 0.05, 0.1, 0.2로 변화시켰으며, 일반적인 세라믹 제조 공정으로 YIG페라이트를 제조하였다. 그 결과, Zr이 0.1 mol 정도 치환된 YIG 페라이트가 가장 높은 포화자화(1097 gauss) 값을 나타내었으며, 또한, Zr을 0.2 mol 치환한 경우 격리도 18.60 dB, 삽입손실 0.45 dB의 마이크로파 특성을 나타내었다. 자기 공명 선폭($\Delta$H)은 Zr의 치환량이 증가할수록 감소하는 경향을 보였다.다.다.다.

Mg-Mn훼라이트의 비자성 이온첨가에 의한 포화자화 감소효과 (A Study on the Effect of Reducing the Saturation Magnetization by Substituting the Non magnetic Ion in Mg Mn Ferrites)

  • 유병두;김종오
    • 한국재료학회지
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    • 제4권1호
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    • pp.117-124
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    • 1994
  • 마이크로웨이브 Mg-Mn훼라이트에서 비자성 이온인 알루미늄으로 Fe 이온을 치환하여 포화자화를 낮출 수 있다. 이것은 마이크로웨이브 훼라이트의 사용 주파수 영역의 확장을 위해 필요하다. 이때 다른 특성의 변화가 수반되는 것은 검토해 봐야 할 점중의 하나이다. 본 연구에서는 MgO: MnO : $Fe_2O_3$를 1.0:0.1:0.95몰비로 제조한 마이크로 웨이브 훼라이트[화학식:$(MgO)_{1.0}(MnO)_{0.1}(Al_xFe_{1.9-x}O_{2.85}$]에서 AI을 0.1에서 0.4까지 첨가한 경우의 전기적.자기적 특성을 미세조직과 아울러 조사하였다. 포화자화 값은 첨가량에 따라 감소하였으며 강자성공명 선폭도 마찬가지였다. $H_c$ 값은 첨가량 0.2이상에서 103.48A/m(1.3Oe)이하로 나타났으며 각형비는 모두 우수하였다. 공명자기장은 첨가량에 따라 거의 변화가 없었다. 이상고 같은 실험결과로부터 적절한 조성범위에서 각각의 물성을 조합하여 넓은 범위의 마이크로웨이브 소자에 응용할 수 있는 제반 물성을 얻을 수 있었다.

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CoFe/MnIr 박막 재료에서 저자장 마이크로파 흡수 특성 분석 (Analysis of Low Field Microwave Absorption Properties in CoFe/MnIr Thin Film)

  • 김동영;윤석수
    • 한국자기학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.74-78
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    • 2015
  • 본 연구에서는 교환 결합력을 갖는 CoFe/MnIr 박막 재료에서 강자성 공명 장치를 이용하여 자기장 방향에 따른 저자장 마이크로파 흡수(Low field microwave absorption, LFMA) 및 강자성 공명 신호를 측정하였다. 낮은 자기장 영역에서 나타나는 LFMA 신호는 자구의 회전 밀접하게 관계됨을 자화 곡선으로부터 알 수 있었다. 이러한 LFMA 신호 특성을 분석하기 위하여 강자성 공명 신호로부터 측정한 교환 바이어스($H_{ex}$ = 58.5 Oe) 및 일축 이방성 자기장($H_k$ = 30Oe)을 S-W model에 적용하여 자화과정의 횡방향 자화량(transverse magnetization, $M_{\tau}$) 및 투자율(transverse susceptibility, ${\mu}_{\tau}$)을 계산하였다. 자화 곤란축에서 측정된 LFMA 신호는 $M_{\tau}$ 비례하는 경향을 보였지만, 자화 곤란축과 수직 방향으로 접근하면 $M_{\tau}$${\mu}_{\tau}$ 모두에 의존하는 특성을 보였다.

New Classes of LC Resonators for Magnetic Sensor Device Using a Glass-Coated Amorphous CO83.2B3.3Si5.9Mn7.6 Microwire

  • Kim, Yong-Seok;Yu, Seong-Cho;Hwang, Myung-Joo;Lee, Hee-Bok
    • Journal of Magnetics
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    • 제10권3호
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    • pp.122-127
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    • 2005
  • New classes of LC resonators for micro magnetic sensor device were proposed and fabricated. The first type LC resonator (Type I) consists of a small piece of microwire and two cylindrical electrodes at the end of the microwire without direct contact to its ferromagnetic core. In type I resonator the ferromagnetic core of the microwire and cylindrical electrodes act as an inductor and two capacitors respectively to form a LC circuit. The second type LC resonator (Type II) consists of a solenoidal micro-inductor with a bundle of soft magnetic microwires as a core. The solenoidal micro-inductors fabricated by MEMS technique were $500\sim1,000\;\mu{m}$ in length with $10\sim20$ turns. A capacitor is connected in parallel to the micro-inductor to form a LC circuit. A tiny glass coated $CO_{83.2}B_{3.3}Si_{5.9}Mn_{7.6}$ microwire was fabricated by a glass-coated melt spinning technique. A supergiant magneto-impedance effect was found in a type I resonator as much as 400,000% by precise tuning frequency at around 518.51 MHz. In type II resonator the changes of inductance as a function of external magnetic field in micro-inductors with properly annealed microwire cores were varied as much as 370%. The phase angle between current and voltage was also strongly dependent on the magnetic field. The drastic increments of magnetoimpedance at near the resonance frequency were observed in both types of LC resonators. Accordingly, the sudden change of the phase angle, as large as $180^{\circ}C$, evidenced the occurrence of the resonance at a given external magnetic field.

산화철 나노입자의 크기에 따른 강자성 공명 신호의 선폭 특성 (Size Dependence of FMR Linewidth in Iron Oxide Nanoparticles)

  • 김동영;윤석수
    • 한국자기학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.11-17
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    • 2014
  • 본 연구에서는 열 분해법으로 크기가 각각 D=4.67 nm, 5.64 nm 및 6.34 nm인 균일한 산화철 나노입자를 제조하여 강자성 공명 신호를 측정하였다. 측정된 강자성 공명 신호는 입자의 부피가 로그 정규 확률 분포를 갖는 초상자성 나노입자에 대하여 계산한 결과와 비교 분석하였다. 강자성 공명 신호의 선폭은 나노입자의 크기가 증가함에 따라 넓어졌으며, tanh($V^2$)에 비례하는 특성을 보였다. 이러한 나노입자의 크기에 따른 선폭 증가는 나노입자들 표면에 분포하는 표면 스핀과 결정 이방성 특성을 갖는 내부 스핀들에 의한 두 가지 강자성 공명 신호의 중첩에 기인함을 알 수 있었다.

Fe(acac)3 전구체를 사용한 균일한 산화철 나노입자 제조 (Synthesis of Monodisperse Iron-oxide Nanoparticles from Fe(acac)3 Precursor)

  • 김동영
    • 한국자기학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.18-21
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    • 2014
  • 본 연구에서는 온도를 $T_a=273$, 300 및 $324^{\circ}C$로 설정한 고온에서 $Fe(acac)_3$ 전구체가 열분해 한 후 산화철 나노입자를 형성하는 과정을 분석하기 위하여 온도 조절 과정 동안 시간에 따라 순차적으로 추출한 반응 원액의 강자성 공명 신호를 측정하였다. 강자성 공명 신호를 두 번 적분한 마이크로파 흡수량의 증가 시간으로부터 나노입자의 성장 시간을 추정하였으며, 생성된 산화철 나노입자들의 TEM 사진으로부터 나노입자의 크기 및 표준편차를 구하였다. 이들 결과로부터 산화철 나노입자의 균일성과 성장율은 역비례 하였으며, 특히 $T_a=300^{\circ}C$ 온도 조건에서 산화철 나노 입자의 성장율이 가장 빨랐으며, 균일성이 가장 우수하였다. 따라서, 균일한 크기의 산화철 나노입자를 제조하기 위하여 급속 성장 조건이 필요함을 본 연구를 통하여 알 수 있었다.

Dynamic Spin Switching of Magnetic Films and Tunnel Junctions

  • Miyazaki, T.;Ando, Y.;Kubota, H.;Mizukami, Y.;Nakamura, H.
    • 한국자기학회:학술대회 개요집
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    • 한국자기학회 2003년도 하계학술연구발표회 및 한.일 공동심포지엄
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    • pp.272-273
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    • 2003
  • Spin dynamics has been investigated intensively in various kinds of fields. Most popular one is an initial permeability at high frequency. Also, magnetic after-effect such as thermal fluctuation of fine magnetic particles and disaccommodation in soft magnetic materials were extensively studied in the past. When we apply an external farce with the same frequency as that of the system being examined, the system absorbs the external energy and the precession enhances. It is called resonance in general. Among the various resonances, ferromagnetic resonance (FMR) has been used as a good tool to evaluate material constants such as saturation manetization or spin damping parameter by analyzing a resonance curve. In this talk first instinctive understanding of Gilbert spin damping and spin pumping will be explained. Then, experimental data for enhancement of Gilbert damping parameter (G) evaluated from FMR spectrum and spin precession measured by a time resolved pump-probe method for Permalloy thin film will be introduced. Finally, magnetization reversal observed by air-coplanar probe will be given.

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Nano-granular Co-Fe-Al-Q Soft Ferromagnetic Thin Films for RF Electromagnetic-noise Filters

  • Sohn, Jae-Cheon;Byun, Dong-Jin
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
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    • 제7권1호
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    • pp.42-50
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    • 2006
  • Co-Fe-Al-O nano-granular thin films with high electrical resistivity, fabricated by radio frequency magnetron sputtering under an $Ar+O_2$ atmosphere, are found to show good soft magnetic properties in the GHz frequency range. The real part value of the relative permeability is 260 at low frequencies and this value is maintained up to the GHz frequency range. A non-integrated type noise filter on a coplanar waveguide transmission line is demonstrated by using the Co-Fe-Al-O nano-granular thin film with the dimensions of $4\;mm(l){\times}4\;mm(w){\times}0.1\;{\mu}m(t)$. The insertion loss is very low being less than 0.3 dB and this low value is maintained up to 2 GHz. At a ferromagnetic resonance frequency of 3.3 GHz, the degree of noise suppression is measured to be 3 dB. This level of noise attenuation is small for real applications, but there is much room for further improvement by increasing the magnetic volume and integrating the magnetic thin film into the CPW transmission line.

Magnetic Semiconductors Thin Films-Unidirectional Anisotropy

  • Lubecka, M.;Maksymowicz, L.J.;Szymczak, R.;Powroznik, W.
    • Journal of Magnetics
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    • 제4권1호
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    • pp.33-37
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    • 1999
  • Unidirectional magnetic anisotropy field ($H_an$) was investigated for thin films of $CdCr{2-2x}In_{2X}Se_4 (0$\leq$x$\leq$0.2). This anisotropy originates from the microscopic anisotropic Dzyaloshinskii-Moriya (DM) interaction which arise from the spin-orbit scattering of the conduction electrons by the nonmagnetic impurities. This interaction maintains the remanent magnetization in the direction of the initial applied field. Then the single easy direction of the magnetization is parallel to the direction of the magnetic field. The anisotropy produced by field cooling is unidirectional I.e. the spins system deeps some memory of the cooling field direction. The chalcogenide spinel of$ CdCr_{2-2x}In){2X}Se_4$belongs to the class of the magnetic semiconductors. The magnetic disordered state is obtained when ferromagnetic structure is diluted by In. Then we have the mixed phase characterised by coexistence the magnetic long range ordering (IFN-infinite ferromagnetic network) and the spin glass order (Fc-finite clusters). The total magnetic anisotropy energy depends on the state of magnetic ordering. In our study we concentrated on the magnetic state with reentrant transition and spin glass state. The polycrystalline $ CdCr_{2-2x}In){2X}Se_4$ thin films were obtained by rf sputtering technique. We applied the ferromagnetic resonance (FMR) and M-H loop techniques for determining the temperature composition dependencies of Han. From the experimental data, we have found that Han decreases almost linearly when temperature is increased and in the low temperature is about three times bigger at SG state with comparison to the state with REE.

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