고투자율 및 고포화자화 특성을 동시에 만족하는 새로운 연자성 박막을 개발하기 위해 Fe-Zr-B계 조성에 Fe원소와 비고용 원소인 Ag를 첨가시킨 Fe86.7Zr3.3B4Ag6 비정질 박막을 DC 마그네트론 스퍼터링법으로 제조한 후 일축 자장중에서 1시간 동안 진공 열처리를 한 후 fan을 이용하여 냉각하여 특성을 조사하였다. Fe86.7Zr3.3B4Ag6 박막을 40$0^{\circ}C$에서 열처리한 후 1.7T의 높은 포화자화와 1 Oe의 낮은 보자력으로 인해 50 MHz에서 투자율이 7,800(0.2 mOe)으로 우수한 연자기 특성을 나타내었으며, 1 MHz에서 손실이 1.4 W/cc(B=0.1T)로 매우 낮았다. 이러한 고주파 연자기 특성은 Ag 첨가에 의해 비정질 기지에 미세한 bcc $\alpha$-Fe cluster가 균일하게 형성되었기 때문이라 생각된다.
Li, Y.Q.;Yue, M.;Zuo, J.H.;Zhang, D.T.;Liu, W.Q.;Zhang, J.X.;Guo, Z.H.;Li, W.
Journal of Magnetics
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제18권3호
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pp.245-249
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2013
A finite element model was built for MnBi/${\alpha}$-Fe nanocomposite permanent magnets, and the demagnetization curves of the magnets were simulated by micro-magnetic calculation. The microstructure of the cubic model is composed of 64 irregular grains with an average grain size of 20 nm. With the volume fraction of soft magnetic phase (t vol. %) ranged from 5 to 20 vol. %, both isotropic and anisotropic nanocomposite magnets show typical single-phase permanent magnets behavior in their demagnetization curves, illustrating good intergranular exchange coupling effect between soft and hard magnetic phases. With the increase of volume fraction of soft magnetic phase in both isotropic and anisotropic magnets, the coercive force of the magnets decreases monotonically, while the remanence rises at first to a peak value, then decreases. The optimal values of maximum energy products of isotropic and anisotropic magnets are 84 and $200kJ/m^3$, respectively. Our simulation shows that the MnBi/${\alpha}$-Fe nanocomposite permanent magnets own excellent magnetic properties and therefore good potential for practical applications.
자기기록매체에 적합한 실리카 피착 ${\gamma}-Fe_{2}O_{3}$ 제조에 있어서 실리카 피착의 효과와 영향에 대하여 검토하였다. 특히 ${\gamma}-Fe_{2}O_{3}$ 제조시 열처리단계에 있어서 실리카 피착의 효과와 분말의 특성과의 상관관계를 조사하는데 연구의 중점을 두었다. 수산화철 표면에 무기물질인 실리카성분을 물유리를 사용하여 피착한 시료와 피복하지않은 시료를 후속 열처리하여 ${\gamma}-Fe_{2}O_{3}$를 제조한후 이들 분말의 특성을 조사하였다. ${\gamma}-Fe_{2}O_{3}$에 피복된 실리카 피착층은 환원 시 과환원과 급속한 산화반응을 억제하는 확산장벽으로 작용하여 최종제품내에 ${\alpha}-Fe_{2}O_{3}$의 혼입을 방지하기 때문에 실리카 피복된 ${\gamma}-Fe_{2}O_{3}$는 높은 자화특성을 나타내었다. 또한 실리카 피척층은 소결 억제제로 작용하여 실리카가 피복된 시료의 경우 침상성이 우수하여 높은 보자력과 비표면적을 나타내었다.
Ar+ $O_{2}$ 혼합가스 중에서 반응성 스퍼터링을 통해 직접 Fe-Hf-O계 초미세결정 연자성 박막을 제조하였으며, 이때 산소분압비의 변화가 Fe-Hf-O 박막의 미세구조 및 자기적 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 산소분압이 증가함에 따라 박막의 포화자속밀도는 점차적으로 감소하며 연자기특성이 10%까지는 향상되다가 다시 열화되는 경향을 나타내었다. 최적조건인 10%의 산소분압에서 증착한 F $e_{82}$H $f_{3.4}$$O_{14.6}$ 초미세결정 박막은 열처리 없이 증착한 상태에서 우수한 연자기 특성을 나타내었으며, 이때의 자기적 특성은 각각 포화자속밀도 17.7 kG, 보자력 0.7 Oe 및 실효투자율 2,500(100 MHz)의 값을 나타내었다. 산소분압이 증가함에 따라 결정립 크기가 감소하며 15% 이상의 산소분압에서는 F $e_{3}$$O_{4}$가 생성되었다. 따라서 10%에서 가장 우수한 연자기 특성을 나타내는 것은 결정립 크기와 산화물 생성에 의해 설명될 수 있다. Fe-Hf-O계 초미세결정 박막의 전기비저항은 산소분압이 증가함에 따라 증가하는 경향을 나타내었다. 우수한 연자기 특성을 나타내는 F $e_{82}$H $f_{3.4}$$O_{14.6}$ 박막의 경우, 약 150 .mu. .ohm.cm로 산소를 첨가하지 않은 경우의 30 .mu. .ohm. cm에 비하여 약 5배 증가된 값을 나타내었다. 따라서 F $e_{82}$H $f_{3.4}$$O_{14.6}$초미세결정 박막이 고주파에서 우수한 연자기 특성을 나타내는 원인은 주로 높은 전기비저항과 미세하게 형성된 결정립에 기이한 것으로 생각된다.
Novel soft magnetic materials can be achieved by altering material properties such as morphology, composition, crystallinity, and grain size of soft magnetic alloys. Especially, magnetic properties (i.e., saturation magnetization, coarcivity) of soft magnetics are significantly affected by grain boundaries which act as a control of magnetic domain wall movement. Thus, we herein develop a two-step electroless plating method to control morphology and grain size of FeCo films for excellent magnetic properties. Accordingly, the chemical composition to control the degree of polarization of FeCo alloys was altered by electroless deposition parameters; for example, electrolyte concentration and temperature. The grain size and crystallinity of FeCo alloys was dramatically affected by the reaction temperature because the grain growth mechanism dominantly occurs at $90^{\circ}C$ where as the neucleation only happens at $50^{\circ}C$. By simply controlling the temperature, the micron-sized FeCo grains embedded FeCo film was synthesized where the large grains allow high magnetization originated from larger magnetic domain with low corecivity and the nano-sized grains allow excellent soft magnetic properties due to the magnetic correlation length.
코닝유리(Corning glass) 기판 위에 이온빔 증착법으로 제작한 버퍼(Ta)/코네틱(Conetic; NiFeCuMo) 박막에 대해 버퍼층에 의존하는 결정성장과 열처리 효과를 조사하였다. 또한 코네틱층을 증착할 때에 인가한 자기장 방향으로 용이축과 곤란축의 자기저항 곡선으로부터 얻은 보자력과 포화자기장값을 버퍼층 유무에 따라 서로 비교하였다. Ta 박막의 두께가 5 nm이고 코네틱 박막의 두께가 50 nm일 때에 보자력은 0.12 Oe으로 작았으며, MH 히스테리시스 곡선에서 얻은 자화율($\chi$)은 1.2 ${\times}\;10^4$으로 우수한 연자성의 특성을 가졌다. 저자기장에 민감한 거대자기저항 스핀밸브(GMR-SV; giant magneoresistance-spin valve)나 자기터널링접합(MTJ; megnetic tunnel junction) 박막구조에서 자유층으로 연자성의 특성이 우수한 코네틱 박막을 사용할 수 있는 가능성을 확인하였다.
RF magnetron reactive sputtering법으로 CoFeHfO 박막을 상온에서 제작하여 산소분압에 따른 포화자화, 보자력, 이방성자계를 조사하였다. 최적조건인 산소분압 8%에서 제조한 $Co_{39}Fe_{34}Hf_{9.5}O_{17.5}$ 박막은 포자자속밀도($4{\pi}M_s$) 19kG, 보자력($H_c$) 0.37Oe, 이방성자계($H_k$) 48.62Oe의 우수한 연자성을 나타내었다. CoFeHfO 박막의 전기비저항은 산소분압이 늘어남에 따라 증가하는 경향을 나타내었으며 우수한 연자기적 성질을 가지는 $Co_{39}Fe_{34}Hf_{9.5}O_{17.5}$ 박막의 경우, 300 ${\mu}{\Omega}cm$의 높은 전기비저항과 48.62 Oe의 높은 이방성자계 때문에 $Co_{39}Fe_{34}Hf_{9.5}O_{17.5}$박막이 고주파에서 우수한 연자기 특성을 가지는 것으로 사료된다.
이 연구에서는 헬리코박터 파이로리 페리틴, 헴, $NaM[Fe(CN)_6]{\cdot}H_2O$ 프러시안 블루(M=Co, Ni) 등의 분자기반 생체물질 나노입자들의 전자 구조를 연구하기 위하여 방사광을 광원으로 사용한 연 x선 광흡수 분광(soft x-ray absorption spectroscopy: XAS)과 연 x선 자기 원편광 이색성(soft x-ray magnetic circular dichroism: XMCD) 분광법 실험을 수행하였다. 이 연구로부터 페리틴 나노 입자들을 구성하고 있는 Fe 이온들은 모두 거의 3가 ($Fe^{3+}$)의 원자가 상태에 있으며, 프러시안 블루 나노 입자들 내의 Fe 이온들은 $Fe^{2+}-Fe^{3+}$의 혼합원자가 상태에 있다는 것을 알 수 있었다. 또한 페리틴 내의 $Fe^{3+}$ 이온들은 한 종류의 대칭성을 가진 국소 구조를 가지며, Fe 이온들의 자기모멘트는 모두 한 방향으로 정렬되어 있다는 사실을 발견하였다. 그리고 프러시안 블루 나노 입자들의 Fe 이온의 국소적 결합은 주로 $(CN)^-$ 리건드와의 결합에 의하여 결정된다는 것을 분광학적으로 알 수 있었다.
The structure and magnetic properties of Fe-Ni films, deposited by DC magnetron sputtering on Si(111) wafer, have been studied. The spin wave stiffness constant is determined by Brillouin light scattering (BLS) and compared with the value obtained from magnetization measurements. The range of exchange interaction was determined as 0.4 atomic distances in the film deposited in a bias magnetic field, which is 1/2 that in the film grown in no bias magnetic field. The results show that the dimensions of exchange coupling increased by the sputtering in the magnetic field.
대표적인 철계비정질 합금인 $Fe_{80}B_{15}Si_{5}$의 기초연자기특성을 펄스법으로 측정하였다. 자기변형, 이방성에너지, 자화율의 역수들 사이의 정량적 관계를 연구하였다. 자기변형과 일축이방성에너지의 자화율의 역수에 대한 상대적인 기여도를 계산하였다. 내부응력의 크기와 듀도이방성에너지를 추산하였다. 시료의 장축방향으로 인가된 장력은 유도 이방성에너지를 크게 증가하게 함을 알았다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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