최근 이동통신 LED 에너지 자동차 산업분야에서 제품의 고기능화 고성능화를 위한 신소재 개발 및 친환경적인 신공정 개발에 있어, PI 또는 PET와 같은 유연성 소재 위에 선택적 패턴 도금 기술, 고기능성 나노/복합 도금 등이 주목 받고 있다. 또한 전 세계적으로 유해물질의 수 출입 규제 움직임이 강력하게 제기되고 있다. 본 연구에서는 유연성 소재인 PET 위에 친환경적 방법으로 구리를 선택적으로 도금하기 위한 실험을 진행하였다. 준비된 PET 필름 위에 Ag paste를 Screen Printing법을 이용하여 Ag 전극을 패턴하고, 그 위에 무전해 도금방식을 이용하여 Ni과 Cu가 도금 되도록 하였다. Ni 무전해 도금은 pH6.5, 65도에서 시행되었으며, Cu 무전해 도금은 환경규제물질인 포름알데히드 대신에 차아인산나트륨을 사용하여 70도에서, 중성근처의 pH 농도(pH7과 pH8)에서 시행되었다. 이들 다층 박막에 대해 X-ray diffraction (XRD), SEM (Scanning Electron Microscope), XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy) 등을 이용하여 물리-화학적/전기적 특성들을 이용하여 조사 분석하였다.
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.
RF 마그네트론 스퍼터와 DC 마그네트론 스퍼터를 병행하여 ITO/Au/ITO, ITO/Cu/ITO, 그리고 ITO/Ni/ITO 박막을 유리기판 위에 증착하였다. 증착 후 진공열처리를 통하여 층간 금속 층이 ITO박막의 메탄올 검출 민감도에 미치는 영향을 분석하였다. 모든 박막센서의 두께는 100 nm로 동일하게 ITO 50 nm/metal 10 nm/ITO 40 nm로 제작되었고 메탄올 농도는 100에서 1,000 ppm까지 달리하였다. ITO/Au/ITO 박막센서가 가장 높은 민감도를 보임으로써 ITO/Au/ITO 다층박막이 기존의 ITO메탄올 센서를 대체할 수 있는 센서임을 확인하였다.
The GMR ($d_Cu$) oscillatory behaviour as well as the widths of first and the second antiferromagnetically coupled ranges of the Permalloy ($Py=Ni_{83}Fe_{17}$)/Cu multilayers have been found to be strongly affected not only by the presence of the superparamagnetic/paramagnetic entitles located at the Py/Cu interfaces but mainly by the existence of the magnetic bridges between Py layers. The effectiveness of the magnetic bridges has been found to be temperature dependent, leading to the temperature dependence of the remnant to saturation magnetization ratio ($M_R/M_S$). We have found that for Py/Cu multilayers with equal Py and Cu layer thicknesses a high field sensitivity of the GMR effect (0.4%/Oe) and negligible hysteresis can be achieved when the number of Py layers decreases from 100 to 6. Sensitivity can be further improved by increasing the Py layers thickness, but the hysterstic effect becomes more pronounced then.
Among many problems that need to be solved in the process of preparing multilayer chip LC filters, we studied the control of shrinkage in order to prevent the crack, warpage, and/or delamination which occurs at the interface between the inductance (L part) and the capacitance (C part). Shrinkage was controlled by compositions, powder size, calcining temperature and amount of organic binder. Capacitance sheet was prepared by mixing 65 wt% binder with the composition of 96 wt% TiO2 having an average particle size of 0.5 $\mu\textrm{m}$, 3 wt% CuO. After small amount of MnO2 and SiO2 added, it was calcined at 750$^{\circ}C$ for 2 hr. Inductance sheet was prepared by mixing 60 wt% binder with the composition of 49.5% mol% Fe2O3, 20.5 mol% ZnO, 20 mol% NiO and 10 mol% CuO which was calcined at 775$^{\circ}C$ for 2 hr. These sheets was laminated at 250 kg/$\textrm{cm}^2$, and cofired at 900$^{\circ}C$ for 2 hr to give rise to a multilayer chip LC filter without any warpage.
초고밀도 자기기록 reading head로 사용되고 있는 거대자기저항(GMR, Giant Magnetoresistance) NiO 다층박막을 제작하고 이를 공기중에서 80 일간 자연산화시킨후, 형성된 산화층과 잔류응력 변화에 따른 NiO 스핀밸브 박막의 자기저항 특성을 연구하였다. $NiO(60nm)/Ni_{81}Fe_{19}(5nm)/Co(0.7nm)/Cu(2nm)/Co(0.7nm)/Ni_{81}Fe_{19}(7nm)$의 구조를 갖는 다층박막을 공기중에서 약 80일간 자연산화 시켰을 때, 자기저항비(MR)와 교환결합력$(H_{ex})$이 각각 4.9%와 110 Oe에서 7.3%와 170 Oe로 증가하였다. 이때, 스핀밸브박막의 비저항(P) 값은 $28{\mu}{\Omega}m$로 감소하였지만 박막의 비저항 값의 변화량$({\Delta}p)$는 크기변화가 거의 없는 것을 알 수 있었다. 그러므로, 자기저항비의 증가는 aging시간에 따른 비저항 값의 감소에 기인한 것으로 생각되며, 저항의 감소는 표면산화에 따라 전도전자의 반사율증가에 의한 것으로 사료된다. 또한 교환결합력의 증가는 반강자성체/자성체 박막사이 계면에서 발생한 잔류응력이 aging시간이 경과함에 따라 감소하여 특성이 강화된 것으로 생각된다.
Multi-layered chip inductors were prepared with good magnetic properties by sintering Ni-Zn-Cu ferrites at a lower temperature. A slurry with 49.5mol%Fe$_{2}O_{3}$, 20.5mol% ZnO, 20mol% NiO and 10nol% CuO was cast into tapes with 60-100\ulcorner of thickness with a doctor blade techniques. The tapes were screen-pronted with 100% silver electrodes, layered and pressed at 250kg/cm$^{2}$ and then sintered ant 900$^{\circ}C$ for 2h. Inductance with internal electrodes printed 5, 10, and 15 turns showed 4.9, 15 and 24$\mu$, respectively, at 1MHz.
Stobiecki, T.;Czapkiewicz, M.;Wrona, J.;Powroynik, W.;Stobiecki, F.
Journal of Magnetics
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제3권3호
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pp.92-95
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1998
In this paper we report the low and high angle diffraction results, and the magnetic and magnetroesistive characteristics of the spin valve multilayer structure prepared by the sputter machine Emerald II in the Balzers Laboratory. The investigated system consists of a ferromagnetic free layer (7 nm NiFe) and a ferromagnetic pinned layer (7 nm NiFe), separated from each other by a nonmagnetic (2.1 nm Cu) spacer. The NiFe pinned layer is fixed by the exchange coupling with an antiferromagnetic layer (10 nm FeMn). For such system the magnetoresistance ratio ΔR/R=3.58%, the interlayer exchange coupling $H_c=6.4$ Oe and the field sensitivity 1.15%/Oe were otained.
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.
어레이(away) 자성센서 개발을 위해 고진공 스퍼터링 증착장비를 이용하여 스펙큘러형(specular type) Glass/Ta(5)/NiFe(7)/IrMn(10)/NiFe(5)/$O_2$/CoFe(5)/Cu(2.6)/CoFe(5)/$O_2$/NiFe(7)/Ta(5)(nm) 거대자기저항-스핀밸브(giant magnetoresistive-spin valves; CMR-SV)박막을 제작하였다. 다층박막 시료를 $20{\times}80{\mu}m^2$의 미세 활성영역을 가진 15개 어레이를 $8{\times}8mm^2$ 영역 내에 최적화한 제작 조건으로 광 리소그래피 패터닝 하였다. Cu를 증착하여 만든 2단자 전극법으로 측정한 자성특성은 15개 모든 소자들이 균일한 자기저항특성을 나타내었고, 5 Oe 근방에서 가장 민감한 자기저항비 자장민감도와 출력전압들은 각각 0.5%/Oe, ${\triangle}$V: 3.9 mV이었다. 형상자기이방성이 적용된 상부 자유층 $CoFe/O_2/NiFe$층은 하부 고정 자성층 $IrMn/NiFe/O_2/CoFe$층 자화 용이축과 직교하였다. 측정시 인가전류 값을 각각 1 mA에서 10 mA까지 인가하였을 때 출력 작동 전압 값은 균일하게 증가하였으며, 자장감응도도 거의 일정하여 미세 외부자장에 민감한 나노자성소자로서 좋은 특성을 띠었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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