RF-DC 마그네트론 스퍼터링을 이용하여 5$\times$$10^{-3}$ Torr의 알곤 가스 분위기에서 [(300nm)Ta/(500nm)NdFeB/(300nm)Ta] 영구자석 박막을 제조한 후 이의 미세구조 및 자기특성을 조사하였다 650-75$0^{\circ}C$로 가열된 Si 기판위에 성막한 [Ta/ NdFeB/Ta] 박막은 수직자기이방성과 함께 우수한 경자기특성을 나타내었으며, 특히 기판온도 $650^{\circ}C$와 $700^{\circ}C$에서 제조된 박막은 막면에 수직한 방향으로 각각 20 MGOe의 최대자기에너지적과 18.9 kOe의 큰 고유보자력을 나타내었다.
Co-Pd alloy thin films prepared by a DC-sputter that have self-organized nano structure(SONS), are promising for high-density information storage media in information era. We prepared the samples by varying Pd contents of 0~8.1 wt% at the substrate temperatures of room temperature (RT) and 200 $^{\circ}C$, respectively Microstructure and Pd contents of the Co$_{1-x}$ Pd$_{x}$ films are probed by a scanning electron microscope (SEM), a transmission electron microscope (TEM) and an energy dispersive spectrometer (EDS). We also investigated the saturation magnetization (Ms), remanence and coercivity of the Co$_{1-x}$ Pd$_{x}$ films. Surface roughness are measured by an atomic force microscope (AFM). We revealed that self-organized nano size Co-enriched phase and Pd-enriched phase existed with Pd contents at the substrate temperatures of RT and 20$0^{\circ}C$ through microstructure characterization. SONS helped to keep the saturation magnetization and enhance the perpendicular anisotropy with Pd contents. Out result implies that we may tune the perpendicular magnetic properties with keeping the saturation magnetization by varying substrate temperatures and Pd contents for high density magnetic recording.rding.
A new convenient magnet array module is designed to investigate effects of magnetic field array on magnetron discharge characteristics. Magnetic field analysis showed good agreement of measured discharge region by a CCD device which has a high quantum efficiency over visible wavelength range. OES (optical emission spectroscopy) showed major emission peaks are from electronic transitions in 400 nm range and 800 nm range. Effects of driving voltage characteristics were analyzed in a point of electron drift trajectories and ionizing collision frequencies. Pulsed dc with a fast rising and falling time was analyzed to have potential to increase ionization collisions by putting a burst of hot electrons and to raise sheath potential. From measured voltage and current waveform, maximum of -1000 V peak was generated with $-400\;V_{rms}$ conditions. Possibility of a properly designed magnetron cathode was shown to be used as a melting device. Cu was successfully melted with power density of a several tens of $W/cm^2$.
In situ stress changes at interfaces of ultrathin magnetic films were measured by means of a non-contact optical fiber bundle displacement detector. A bending of the substrate due to stress of a deposited film was detected in cantilever geometry. The highest sensitivity of 134 mV/$\mu$m for the displacement detector was realized with a help of computer simulation. The detector was applied to in situ stress measurements of Co/Pt and Ni/Pd magnetic multilayer films prepared on the glass substrates by dc magnetron sputtering. The detector turned out to have a submonolayer sensitivity that enables to observe coherent-to-incoherent transition in these mismatched multilayers and even detect the stress changes within the monoatomic coverage. This highly sensitive detector paves new way to probe the stress relaxation at an interface in ultrathin films.
Kim, Jung-Gi;Kim, Hyun-Joong;Jang, Ji-Young;Han, Kyung-Hunn
Journal of Magnetics
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제9권3호
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pp.79-82
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2004
The structure and magnetic properties of Fe-Ni-N/Cu multilayered films, prepared by the DC magnetron sputter, as a function of different thicknesses of Fe-Ni-N ($t_{FeNiN}$) and Cu ($t_Cu$) layers have been studied by the methods of x-ray diffraction and measurement of magnetic moment. It has been found that the enhancement of (200) orientation in Fe-Ni-N layers is observed at the ratio of layer thickness with about $t_{FeNiN}/t_{Cu}$$\underline{\simeq}$ 3.75. The reduction of magnetization due to the formation of interdiffusion near the interface is explained by means of the dead layer model. The temperature dependence of magnetization exhibits the feature of Blochs $T^{\frac{2}{3}}$ law. The layer thickness dependence of Curie temperature has been discussed by critical temperature theory of Heisenberg model.
As a result of the recent miniaturization an enhancement in the performance of thin film inductors and thin film transformers, there are increased demands for the thin films with high magnetic permeability in the high frequency range, high saturation magnetization, in high electrical resistivity, and low coercive force. In order to improve high frequency properties, we will investigate anisotropy field by shape and size of pattern. The Fe-Al-O thin films of 16mm and 1 $\mu\textrm{m}$ thickness were deposited on Si wafer, using RF magnetron reactive sputtering technique with the mixture of argon and oxygen gases. The fabricating conditions are obtained in the working partial pressure of 2mTorr, O$_2$ partial pressure of 5%, input power of 400W, and Al pellets on an Fe disk with purity of 99,9%. Magnetic properties of the continuous films as followed: the 4$\pi$M$\_$s/ of 19.4kG, H$\_$c/ of 0.6Oe, H$\_$k/ of 6.0Oe and effective permeability of 2500 up to 100㎒ were obtained. In this work, we expect to enhance effect of magnetic anisotropy on patterned of Fe-Al-O thin films.
In this study, we investigated the effect of annealing conditions on the ferromagnetic resonance(FMR) of yttrium iron garnet ($Y_3Fe_5O_{12}$, YIG) thin film prepared on gadolinium gallium garnet ($Gd_3Ga_5O_{12}$, GGG) substrate. The YIG thin films were grown by rf magnetron sputtering at room temperature and were annealed at various temperatures from 700 to $1000^{\circ}C$. FMR characteristics of the YIG thin films were investigated with a coplanar waveguide FMR measurement system in a frequency range from 5 to 20 GHz. X-ray diffraction(XRD) and X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) were used to characterize the phase formation, crystal structure and composition of the YIG thin films. Field dependent magnetization curves at room temperature were obtained by using a vibrating sample magnetometer(VSM). The FMR measurements revealed that the resonance magnetic field was highly dependent on the annealing condition: the lowest FMR linewidth can be observed for the $800^{\circ}C$ annealed sample, which agrees with the VSM results. We also found that the Fe and O composition changes during the annealing process play important roles in the observed magnetic properties.
Metalloid의 양이 거의 일정(B, Si 각각 l0 at.% 정도)하게 유지되는 상황에서 FeCoSiB 박막내의 Co함량 증가가 여러 가지 자기적 특성에 미치는 효과, 그리고 열처리 온도와 시간에 따른 막의 자성특성 변화를 관찰해 보았다. dc magnetron sputter를 이용하여 비정질 합금 자성박막을 증착하였으며, 비정질의 막을 형성하기 위하여 기판은 수냉하였다. 막의 조성은 순철 target위에 올려놓는 pellet의 수를 조절하여, 대략 $Fe_{80-X}Co_XBi_{10}Si_{10}$ (X=8~18 at.%)로 하였으며, 증착된 막의 조성은 ICP 분석법을 이용하여 조사하였다. Sputtering에 의해 증착된 박막의 결정화 유무는 XRD로 분석하였으며, 보자력과 포화 자화값 등의 자기적 성질은 VSM을 이용하여 측정하였다. 실험결과에 따르면 막내 Co 함량이 증가함에 따라 보자력은 감소하는 경향을 나타내었으며, 포화자화 값은 Co 함량이 대략 10 at.%에 도달할 때까지는 증가하다가 그 이상에서는 감소하는 현상을 나타내었다. 그리고 증착 과정중에 막에 생기는 잔류응력의 제거효과를 관찰하기 위해 열처리 온도(100, 200, $300^{\circ}C$)와 시간(0~60분)을 변화시키며 실험한 결과, 예상되었던 바대로 잔류응력의 감소로 인해 Co 첨가시와 마찬가지로 보자력이 감소하는 결과를 나타내었다.
현재 사용되고 있는 투명전극재료 중에 ITO(Indium Tin Oxide)가 가장 투명하면서 전기도 잘 통하고 생산성도 좋다. 투명전극은 비저항이 $1{\times}10^{-3}{\Omega}/cm$이하, 면 저항이 $10^3{\Omega}/sq$이하로 전기전도성이 우수하고 380에서 780 nm의 가시광선 영역에서의 투과율이 80%이상이라는 두 가지 성질을 만족시키는 박막이다. 본 연구에서 X-ray Film을 제작하기 위하여 상용화된 ITO Glass 전극 기판에 X-ray가 조사되면 직접 전자 전공 쌍(electron-hole pair)을 발생시켜 전기적 신호를 발생하는 광도전체 물질(Photoconductor)인 PbO, $PbI_2$, $HgI_2$를 스크린 프린팅(Screen Printing)법을 이용하여 각각 제작하였다. 상부 전극으로 마그네틱 스퍼터링(Magnetic Sputtering) 진공 증착 장치를 사용하여 전류, 전압, 아르곤 및 산소 유입량등을 조절하면서 상부 전극을 증착하였다. 이때 타켓으로 $In_2O_3;SnO_2$ (조성비:90:10wt%)를 사용 하였고, base pressure는 $9{\times}10^{-7}torr$, deposition pressure는 $3{\times}10^5torr$를 고정하였다. 또한 전류와 전압은 각각 0.4A, 800V로 유지하고, $O_2$:0.3 ppm, Ar의 경우 4.9 ppm에서 70 ppm까지 올려 플라즈마를 활성화 시킨 후 90초 동안 ITO를 증착하였다. 본 실험에 제작된 박막으로 X-ray을 조사하여 검출기로써 특성 평가를 실시하였으며, 실험결과 X-선 투과와 전도성 등 두가지 특성이 동시에 만족 될 만한 성능을 가질 수 있음을 확인 할 수 있었다.
본 연구에서는 dc magnetron sputtering 방법으로 Corning glass 위에 자성층 Co와 비자성층 Cu의 계면에 얇은 Fe 자성층을 삽입하여 다층박막 $Fe(50\;{\AA})/[Co(17\;{\AA})/Fe(t\;{\AA})/Cu(24\;{\AA})]_{20}$을 제작하고 Fe 두께와 열처리 온도에 따른 자기저항 변화를 관찰하였다. 시료진동형자기계로 자기이력곡선을 측정하여 자기적 성질을 조사하였고 구조 및 표면 분석을 위해 각각 X-선 회절장치와 AFM(Atomic Force Microscope)을 이용하였다. 얇은 Fe 사이층을 삽입하지 않은 Co/Cu 다층박막에서 자기저항비가 22%인데 비해 얇은 Fe층을 삽입하였을때는 자기저항비가 26%까지 증가하였고 Fe 사이층의 두께가 점차 두꺼워짐에 따라 자기저항비는 다시 감소함을 나타냈다. $300^{\circ}C$ 까지 열처리한 결과 자기저항비는 증가하였으나 그 이상의 온도에서는 감소하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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