• Journal of Magnetics
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• 제22권1호
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• pp.7-13
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• 2017

The magnetoresistance (MR) properties of antiferromagnetic (AFM) IrMn based giant magnetoresistance-spin valve (GMR-SV) was investigated in view point of the artificial rotation effect of ferromagnetic (FM) layer in the plane induced by an applied field during the post annealing temperature. The MR curves measured with an azimuthal angle region of ${\phi}=0^{\circ}-360^{\circ}$ are depended on the annealing temperature and the magnetization easy axis of two free NiFe layers and two pinned NiFe layers in dual-type GMR-SV film. Especially, the annealing temperature and sample rotation angle(${\theta}$ ) maintained to the magnetic sensitivity (MS) of 1.4 %/Oe with an isotropic region angle of $110^{\circ}$ are $100^{\circ}C$ and $90^{\circ}$, respectively.

• 한국자기학회지
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• 제23권3호
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• pp.98-103
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• 2013

NiFe/Cu/NiFe/IrMn/NiFe/Cu/NiFe 이중 거대자기저항-스핀밸브(GMR-SV) 박막의 진공 후열처리 온도의존성을 조사하여 강자성층 자화용이축을 유도하였다. 자유층과 고정층의 자화용이축에 의존하는 이중 스핀밸브 박막의 자기저항곡선은 외부자기장 각도를 다르게 하면서 측정하였다. 열처리온도가 $105^{\circ}C$일 때, $0^{\circ}$와 $90^{\circ}$ 사이 임의 측정 각도에서 약 2.0 %/Oe인 자장감응도 특성을 얻었다. 이러한 결과는 면상 강자성층과 자유층을 면상에서 서로 직교한 자화방향 유도를 통하여 이중구조 GMR-SV 박막이 고감도 바이오센서로 사용할 가능성을 제시하였다.

• Journal of Magnetics
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• 제17권3호
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• pp.214-218
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• 2012

The water level and temperature properties for the cooling system of potassium titanyl phosphate laser systems were observed. The middle point of the GMR-SV magnetoresistance curve is set in the neighborhood of high magnetic sensitivity (2.8 %/Oe). The experimental results for resistance dependence on water height and temperature showed linear regions with rates of 0.4 ${\Omega}/mm$ and 0.1 ${\Omega}/^{\circ}C$, respectively. The proposed results were found to be for adjusting the water level and temperature in the laser cooling system.

• 한국자기학회지
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• 제25권4호
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• pp.117-122
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• 2015

고감도 바이오센서용 거대자기저항-스핀밸브(Giant magnetoresistance-spin valve; GMR-SV) 박막소자의 미세패턴 공정으로 인한 교환결합력과 보자력 약화 문제를 해결하고자 전자사이크로트론 공명(Electron Cyclotron Resonance) Ar-이온 밀링을 이용하여 GMR-SV 박막에 지름 $35{\mu}m$인 원형 모양의 홀(Hole)을 패턴닝 하였다. GMR-SV를 4-단자법으로 측정한 자기저항 곡선으로부터 홀 개수가 많아질수록 자기저항비와 자장감응도는 홀이 없을 때 측정된 초기값과 같은 값을 유지하였고, 교환결합세기와 보자력은 120 Oe에서 190 Oe, 10 Oe에서 41 Oe로 크게 향상되었다. 이러한 현상은 GMR-SV 박막내의 자화용이축과 같은 방향을 띄고 센싱 전류의 방향과 수직인 공간에 위치하는 용이 자구영역(Easy magnetic domain; EMD)의 역할에 기인하는 결과를 보여주었다. GMR-SV 바이오 소자 제작시 폭을 넓게 하고 소자내부에 홀의 개수를 증가시켜 발생하는 EMD 효과가 자기저항특성을 향상시킬 수 있었다.

• 한국자기학회지
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• 제23권6호
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• pp.193-199
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• 2013

NiFe/Cu/NiFe/IrMn/NiFe/Cu/NiFe 이중구조 GMR-SV 박막의 열처리 조건에 의존하는 자기등방성 영역분포 특성을 조사하였다. 진공 챔버내에서 이중구조 GMR-SV 박막을 후열처리 온도를 조절하여 면상에서 강자성체 층의 자화용이축 회전을 유도하였다. 자유층과 고정층의 자화용이축 방향에 의존하는 이중구조 GMR-SV 박막의 자기저항곡선은 외부자기장의 각도를 $0^{\circ}$에서 $360^{\circ}$까지 변화시킨 후 외부자기장의 세기에 따라서 측정하였다. 후열처리 온도가 $107^{\circ}C$일 때, 외부자기장의 방향이 $0^{\circ}$에서 $90^{\circ}$까지 영역에서 자장감응도가 약 1.52 %/Oe인 자기등방성 특성을 보였다. 이러한 특성은 고정층과 자유층을 형성하는 강자성층들이 면상에서 서로 직교한 결과임을 나타내며, 자기등방성 GMR-SV 박막 소자는 임의 방향으로 자화된 마이크로 자성비드를 검출할 수 있는 고감도 바이오센서로 사용할 가능성을 제시하였다.

• Journal of Magnetics
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• 제14권2호
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• pp.80-85
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• 2009

The mineral dissolution sensor system using GMR-SV and glass/Mg(200 nm) was prepared and characterized. The magnetic field sensitivity of GMR-SV to microscopic magnetic variation was about 0.8%/Oe. The change that occurs when Mg-film dissolves in water, the solubility of water, which is one of the basic properties of mineral water, was sensed by measuring the subtle variation of an electric current. In the case of edible water with Mg mineral added, bubbles were generated on the surface of the Mg film in the first 45 minutes, and the number of drops that were dissolved more rapidly than with the tap and DI waters later reduced to zero. For the edible water samples that each had different mineral Mg concentrations, the Mg solubility speed significantly differed. After injecting Mg film into the edible water, the magnetoresistance of the output GMR-SV signal decreased from a maximum of $45.4\;{\Omega}$ to a minimum of $43.6\;{\Omega}$. The measurement time was within 1 min, giving the rate of change ${\Delta}R/{\Delta}t=0.18\;{\Omega}/s$. This measurement system can be applied to develop a mineral Mg solubility GMR-SV sensor that can be used to sense the change from edible water to reduced alkali.

• 한국자기학회지
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• 제22권5호
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• pp.173-177
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• 2012

미크론 자성비드 검출용 바이오센서에 활용하는 GMR-SV 박막을 이온빔 스퍼터링 증착법으로 glass/Ta(5.8 nm)/NiFe(5 nm)/Cu(t nm)/NiFe(3 nm)/FeMn(12 nm)/Ta(5.8 nm)의 구조를 갖도록 증착하였다. 비자성체 Cu의 두께가 3.0 nm에서 2.2 nm까지 얇아질수록 교환결합력은 증가하였고 자기저항비는 다소 감소하였다. 비자성체의 두께가 얇으면 반강자성체의 층간 교환작용이 강자성체의 고정층뿐만 아니라 자유층의 스핀배열에도 영향을 주고 있음을 확인할 수 있었다. 또한 리소그래피 공정 과정을 거쳐 GMR-SV 소자를 제작하여 미크론 자기비드를 검출하였다. 여기서 자기비드를 떨어뜨리기 전과 후의 자기저항비, 교환결합력, 보자력은 각각 0.9%, 3Oe, 2 Oe의 값을 나타내었다. 이러한 결과로 나노 단위의 바이오센서에 활용할 수 있는 가능성을 보여주었다.

• 한국자기학회지
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• 제25권5호
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• pp.162-168
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• 2015

광 리소그래피 공정을 이용하여 반강자성체 IrMn 층을 기반으로 하는 GMR-SV(giant magnetoresistance-spin valve) 소자 위에 ${\mu}m$ 선폭 크기의 코일을 적층하여 미크론 크기 코일을 제작하였다. GMR-SV 박막일 때와 소자 제작 후의 자기저항비와 자장감응도는 각각 4.4 %, 2.0 %/Oe와 1.6 %, 0.1 %/Oe로 나타났다. 여러 개의 $1{\mu}m$ 크기인 자성비드가 붙은 적혈구 바로 아래 위치에 놓일 소자와 10번 감은 미크론 크기 코일에 흐르는 AC 및 DC 전류 크기에 따른 자기장 분포를 유한요소법 전산모사로 분석하였다. 코일 중심인 $z=0{\mu}m$에서 주파수 20 kHz인 AC 전류가 0.1 mA에서 10.0 mA로 증가하면 이 값에 비례하여 자기장의 크기는 $30{\mu}T$에서 $3060{\mu}T$로 증가하였다. 그리고 코일 중심에서부터 $z=10{\mu}m$에서 자기장 크기는 $z=0{\mu}m$인 중심에서 보다 1/6배로 줄어들었다. 미크론 크기 코일에 흐르는 전류에 의해 생성되는 자기장은 적혈구 포획용으로 충분한 크기를 갖고 있어서 검출용 바이오센서로 활용 가능함을 확인 할 수 있었다.

• 한국자기학회지
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• 제20권2호
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• pp.35-40
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• 2010

NiFe/Cu/NiFe/IrMn 스핀밸브 박막소자에 대해 자화 용이축에 의존하는 형상 자기이방성을 조사하였다. Ta(5 nm)/NiFe(8 nm)/Cu(2.3 nm)/NiFe(4 nm)/IrMn(8 nm)/Ta(2.5 nm) 다층박막을 증착할 때 350 Oe의 자기장으로 인가한 자화 용이축을 폭 방향 또는 길이 방향으로 설정하여 $1\;{\mu}m\;{\times}\;18\;{\mu}m$의 소자를 제작하였다. 2단자 방법으로 소자의 자기저항 곡선으로부터 자장감응도를 측정하고 자화 용이축에 따른 형상 자기이방성을 비교하였다. 측정한 소자 길이 방향의 센싱전류와 고정층의 자화 용이축이 소자 폭방향 각도가 GMR-SV 소자를 바이오센서로 활용하는데 중요한 요인임을 확인하였다.

• 한국자기학회지
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• 제25권5호
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• pp.149-155
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• 2015

자성박막의 미세패턴 소자 제작을 위해 전자 사이크로트론 공명(electron cyclotron resonance; ECR) Ar 이온밀링 시스템을 제작하였다. 소자 식각에 적용한 ECR 이온밀링 시스템에서 주파수 2.45 GHz 파장 12.24 cm의 마이크로파 소스인 마그네트론은 전력 600 W에 의해 가동되어 파장의 정수배에 맞추어 만든 도파관을 통하여 전달되도록 설계하였다. 마이크로파 주파수와 공명시키기 위해 전자석으로 908 G의 자기장을 인가하였고, 알곤 개스를 cavity에 유입시켜서 방전된 이온들은 그리드 사이에 인가한 약 1000 V의 가속전압에 의한 에너지를 갖고 표면을 밀링한다. 이것을 이용하여 다층구조 GMR-SV(giant magnetoresistance-spin valve) 자성박막에 광 리소그래피, 이온밀링 및 전극제작 공정과정을 마치고 폭이 $1{\mu}m$에서 $9{\mu}m$까지의 소자들을 제작하여 광학현미경으로 소자 크기를 관찰하였다.