• 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.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2002년도 동계연구발표회 논문개요집
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• pp.154-155
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• 2002

스핀밸브형 GMR(Giant magnetoresistance) 소자는 낮은 자장범위에서 큰 자기저항변화가 생기는 높은 민감도의 소자로서, 고밀도 자기기록매체의 재생헤드 및 MRAM(Magnetoresistance Random Access Memory) 등의 실제 응용에 있어 큰 자기저항비와 열적 안정성을 가지는 재료들을 필요로 한다. NiO, a-$Fe_2O_3$, NiO/a-$Fe_2O_3$ 등과 같은 산화물의 경우, 높은 Tn(Neel temperature)을 가지므로 이를 이용한 Bottom형 스핀밸브에 대한 연구가 활발히 진행되어 왔다. (중략)

• 한국자기학회지
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• 제21권1호
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• pp.32-36
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• 2011

DC 마그네트론 스퍼터링을 이용하여 제작한 고감도 거대자기저항 스핀밸브 박막 소자를 이용하여 수위 및 수온을 측정할 수 있는 센서를 제작하였다. 제작한 센서의 수위 및 수온 분해능은 각각 $400\;m{\Omega}/mm$와 $100\;m{\Omega}/^{\circ}C$ 이었으며, 이는 전립선 비대증 KTP(potassium titanyl phosphate) 레이저 치료기에서 냉각기의 수위 및 수온을 조절하는 센서로써 응용이 가능하다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.60-60
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• 2011

Giant magnetoresistance (GMR), tunneling magnetoresistance (TMR), and magnetic random-access memory (MRAM) are currently active research areas in spintronics. The high magnetoresistance and the high spin polarization (P) of electrons in the ferromagnetic electrodes of tunnel junction or intermediate layers are required. Magnetite, Fe3O4, is predicted to possess as half-metallic nature, P ~ 100% spin polarization, and has a high Curie temperature (TC~850 K). Experiments demonstrated that the P~($80{\pm}5$)%, ~($60{\pm}5$)%, and ~40-55% for epitaxial (111), (110) and (001)-oriented Fe3O4 thin films, respectively. Epitaxial Fe3O4 films may enable us to investigate the effects of half metals on the spin transport without grain-boundary scattering.In addition, it has been reported that the Verwey transition (TV, a first order metal-insulator transition) of 120 K in bulk Fe3O4 is strongly affected by many parameters such as stoichiometry and stress, etc. Here we report that the growth modes, magnetism and transport properties of Fe3O4 thin films were strongly dependent on the oxygen pressure during film growth. The average roughness decreases from 1.021 to 0.263 nm for the oxygen pressure increase from $2.3{\times}10-7$ to $8.2{\times}10^{-6}$ Torr, respectively. The 120 K Verwey transition in Fe3O4 was disappeared for the sample grown under high oxygen pressure.

• 한국재료학회지
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• 제14권2호
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• pp.94-100
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• 2004

We have investigated the magnetic domain structure and the thermal stability of magnetotransport properties of IrMn biased spin-valves containing Co, CoFe and NiFe. The magnetic domain structures were imaged using a magneto-optical indicator film(MOIF) technique. To investigate the thermal stability, magnetoresistance(MR) was measured at annealing temperature(TANN) and room temperature($T_{RT}$) followed by the annealing. Domain imaging reveal that the increase of annealing temperature led to changes in the exchange coupling between the two ferromagnet(FM) layers through nonmagnetic layer rather than between FM and antiferromagnet. unlike the NiFe biased IrMn spin valve with large domains, MOIF pictures of Co and CoFe biased IrMn spin valve structures show the formation of many small microdomains. The magnetic structure, as revealed by the domain images, appeared unchanged while the MR dropped dramatically. From the combined giant magnetoresistance(GMR) and MOIF results, it was apparent that the decrease of MR ratio was not related to the spin valve magnetic structure up to about $350^{\circ}C$($T_{RT}$ ).

• 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.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2003년도 하계학술연구발표회 및 한.일 공동심포지엄
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• pp.150-151
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• 2003

In the past years, a giant magnetoresistance (GMR) effect found in perovskite-like structured materials has attracted considerable attention among scientists and manufacturers, since, a practical point of view, the capacity of producing magnetic and sensing sensors. In a stream of this interest, further efforts to understand the underlying mechanism that leads to the GMR effect relative to the correlation between transport and magnetic properties, have been extensively devoted. In these cases, spin-glass-like behaviors are ascribed to the frustration of random competing exchange interactions, namely the ferromagnetic double-exchange interaction between Co$\^$3+/ (or Mn$\^$3+/) and Co$\^$4+/(or Mn$\^$4+/) and the antiferromagnetic one like spins. Noticeably, the distinction of spin-glass region from cluster-glass one, involved in the remarkable changes in transport and magnetic properties at a critical value of doping concentration, was observed. Magnetic anomalies in zero-field-cooled (ZFC) magnetization as well as ac magnetic susceptibility below Curie temperature T$\sub$c/ and the charge/orbital fluctuation were also realized. In this work, we present a study of magnetic properties of a deficient manganese perovskites system of La$\sub$0.6/Sr$\sub$x/MnTi$\sub$y/O$_3$, and particularly provide its new magnetic phase diagram.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1999년도 추계학술대회 논문집 학회본부 C
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• pp.882-884
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• 1999

금속 다층박막과 미세입상 합금박막에서 발견된 Giant Magnetoresistance(GMR)현상에 고무되어 최근에는 50년대에 밝혀졌던 산화물 자기저항 재료에 관하여 새롭게 연구하고 있다. Perovskite 구조를 가지는 $La_{1-x}Ca_{x}MnO_{3}$ 박막에서 큰 자기저항을 얻었으며 이를 Colossal Magentoresistance (CMR)이라 한다. 본 연구에서는 $La_{1-x}Ca_{x}MnO_{3}$ 분말을 고상반응법과 자발착화연소 합성법(Glycine-Nitrate Process)으로 각각 제조하였으며 비교 분석하였다. TGA을 이용하여 불순물과 미반응 물질을 확인하여 적당한 하소온도를 결정하였고 XRD를 이용하여 결정상을 분석하였다. Dilatometer를 이용해 $1400^{\circ}C$까지의 열팽창율을 측정하였다. BET로 비 표면적을 비교하였으며, 주사전자현미경(SEM)으로 각각 제조된 분말의 입자상태와 입자성장을 확인하였다. GNP법으로 합성한 경우가 고상반응법을 이용한 경우보다 입자의 크기가 submicron 단위로 미세하고 비표면적도 수배 컸으며, 고순도의 perovskite 구조를 갖는 $La_{1-x}Ca_{x}MnO_{3}$ 분말을 얻을 수 있었다.

• 한국자기학회지
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• 제8권4호
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• pp.224-230
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• 1998

보자력의 차이를 나타내는 두 자성층으로 구성된 거대자기저항 스핀밸브 삼층박막의 자기저항곡선과 자기이력 곡선을 단층박막으로 형성된 자성층의 자기이력곡선을 이용하여 용이학게 해석되는 방법을 제시하고, 삼층박막의 자기저항 특성과 삼층박막을 이루는 각 자성층의 자기적 특성과의 관계를 고찰하였다. 4$^{\circ}$ 기울어진 Si(111) 기판과 유리 기판 위에 NiFe/Cu/Co 삼층박막을 형성하여 일축자기이방성의 존재 유무에 따른 2가지 경우에 대해, 스핀밸브 삼층박막의 측정된 자기이력 및 자기저항곡선을 단층박막으로 형성된 NiFe, Co의 자기이력곡선으로부터 계산된 곡선과 비교하였다. 거대자기저항을 나타내는 NiFe/Cu/Co 스핀밸브 삼층박막의 자기이력곡선은 동일한 기판 위에 형성된 NiFe, Co 단층박막의 자기이역곡선을 합성한 곡선과 일치하였으며, 자기저항곡선 또한 각 단층박막의 자기이력곡선에 단지이력곡선에 단자구 모델과 다자구 모델을 적용하여 모사된 곡선으로 이해될 수 있었다. 이는 스핀밸브 삼층단막을 다양한 응용 분야에 적용시 각 응용에 필요한 자기저항 특성을 얻는에 유용한 것으로 사료된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.120-125
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• 2006

산업적으로 경제적인 급속 응고법과 $450^{\circ}C-1hr$ 대기 어닐링을 이용하여 ${\pm}5000Oe$ 이상의 고자계에서 5% 이상의 거대 자기효과를 보이는 두께 $20{\mu}m$의 granular CuCo 합금 리본을 제작하였다. Co의 함량에 따른 최대 자기저항 효과를 확인하기 위해서 Co의 함량을 $5{\sim}30at%$ 범위에서 변화시키며 아래의 자기저항효과와 포화자화의 자기적 특성과 미세구조를 확인하였다. 최대자기저항 효과는 Cu-10at%Co에서 1.2T에서 5.2%의 GMR ratio를 얻었으며, 0.5T에서는 $Cu-8{\sim}14at%Co$에서 공업적으로 활용이 가능한 3% 이상의 MR ratio를 확보할 수 있었다. 5% 이하의 Co 조성범위 리본에서는 초상자성(superparamagnetic)때문에, 20%이상의 Co 조성의 리본에서는 포화자화는 커지지만 Co 클러스터의 과도 성장으로 MR 효과가 급격히 감소하였다. 대기 분위기의 급속 응고와 열처리에 의한 표면 산화막은 자기저항효과에 큰 영향을 주지 못하였다. 따라서 고자계 센서로 사용되는 CuCo 그래뉼라 합금 리본은 $8{\sim}14wt%Co$의 조성 범위에서 공업적 목적에 유리한 거대 자기저항을 갖는 것이 가능하였다.