• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.81-81
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• 2012

XMCD (X-ray Magnetic Circular Dichroism)는 원형 편광 X-선의 helicity 방향이 시료의 자화 방향과 평행, 또는 반평행할 때 시료의 색이 바뀌는 현상, 즉 흡수율이 달라지는 현상이다. XMCD측정이 가지는 장점은 첫째, 이 실험이 특정 원소의 흡수선에서 이루어지기 때문에 시료 전체에서 특정 원소에 의한 자기적 성질을 분리해서 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 같은 원소라 하더라도 다른 화학적 환경에 있는 원자들의 자기적 성질의 분리가 가능하다는 점이다. 이러한 성질로 인해 XMCD는 다른 원소들로 이루어진 다층 박막(GMR, TMR 등의 자기저항박막 구조물)의 층별 자기적 성질 연구 및 신자성물질의 자기적 성질의 고유성 연구에 많이 이용되었다. XMCD가 가지는 두 번째 장점은 sum rule을 통하여 자기 모멘트의 두 가지 성분인 궤도 모멘트(orbital moment)와 스핀 모멘트(spin moment)의 구별이 가능하다는 점이다. 이러한 장점은 수직자기 메모리 연구 및 스핀과 격자 간의 상호작용이 중요한 역할을 하는 다강체 등의 연구에 많이 이용되어 왔다. XMCD 측정이 또 다른 장점이 될 수 있는 것은 표면에 대단히 민감하다는 점이다. VSM, SQUID 등의 측정방법으로는 시료의 체적이 대단히 작은 수 ${\AA}$ 정도의 초박막에 대해서는 충분한 민감도를 가질 수 없다. 그러나, XMCD의 측정 깊이는 수십 ${\AA}$ 정도로 표면에 민감하기 때문에 이러한 초박막에 대해서도 충분한 민감도를 가질 수 있어서 SMOKE(Surface Magneto-Optical Kerr Effect)와 표면 자성연구에 있어서 독보적인 장치로 이용되어 왔다. 이러한 장점으로 인해 XMCD는 1990년대 이후 분광학적으로 활발히 이용되어 왔을 뿐만 아니라, 대단히 빠르고 신호가 큰 현상이기 때문에 최근 들어서는 자구(magnetic domain) 관찰 등을 목적으로 한 자기 현미경 및 자기현상의 동역학 연구에도 많이 응용되고 있다. 이 강연에서는 이러한 X-선 자기 원형 이색성 현상의 원리 및 실험 방법 등을 설명하겠다. 또한 몇 가지 X-선 자기 원형 이색성을 이용한 최근 몇 가지 연구도 소개하려 한다.

• Current Applied Physics
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• 제18권11호
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• pp.1190-1195
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• 2018

By employing soft X-ray magnetic circular dichroism (XMCD), soft X-ray absorption spectroscopy (XAS), and photoemission spectroscopy (PES), we have investigated the electronic structure of the candidate zero-moment half-metallic $Mn_3Ga$. We have studied the ball-milled and annealed $Mn_3Ga$ powder samples that exhibit nearly zero magnetization. Mn 2p XAS revealed that Mn ions in $Mn_3Ga$ are nearly divalent for both of the Mn ions having the locally octahedral symmetry and those having the locally tetrahedral symmetry. The measured Mn 2p XMCD spectrum of $Mn_3Ga$ is very similar to that of ferrimagnetic $MnFe_2O_4$ having divalent Mn ions. The sum-rule analysis of the Mn 2p XMCD spectrum shows that both the spin and orbital magnetic moments of Mn ions in $Mn_3Ga$ are negligibly small, in agreement with the nearly compensated-ferrimagnetic ground state of $Mn_3Ga$. The valence-band PES spectrum of $Mn_3Ga$ agrees well with the calculated density of states, supporting the half-metallic electronic structure of $Mn_3Ga$.

• Journal of Magnetics
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• 제13권3호
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• pp.85-87
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• 2008

I report a simple method to correct the saturation effect in absorption spectra measured in total electron yield (TEY) mode. It does not require additional measurements of the X-ray penetration depth. In order to check the reliability of the method, X-ray magnetic circular dichroism (XMCD) spectra for polycrystalline Fe were measured at two different incident angles, and then processed with the method. The two resultant XMCD spectra were identical, and their sum rule analysis produced the ratios of orbital magnetic moment to spin magnetic moment, which were very close to the well-known value.

• 한국자기학회지
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• 제21권6호
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• pp.198-203
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• 2011

연 x선 광흡수 분광법(soft x-ray absorption spectroscopy: XAS)과 연 x선 자기 원편광 이색성(soft x-ray magnetic circular dichroism: XMCD)을 이용하여 스피넬 준강자성 산화물인 $FeV_2O_4$의 전자 구조를 연구하였다. Fe 2p XAS와 V 2p XAS 측정으로 부터 $FeV_2O_4$에서 Fe 이온과 V이온의 고유한 원자가는 각각 약 $Fe^{2.3+}$의 혼합원자가 상태와 약 $V^{3+}$의 상태임을 알 수 있었다. 실험적으로 측정된 Fe 2p XMCD의 신호는 거의 $Fe^{2+}$ 상태에서 기인하였으며, $Fe^{3+}$ 상태는 Fe 2p XMCD의 신호에 거의 기여하지 않는다는 사실이 발견되었다. 그러므로 $FeV_2O_4$의 자성 특성을 결정함에 있어서 자기적으로 정렬된 $Fe^{2+}$ 상태 이온들이 중요한 역할을 한다고 생각된다.

• 한국자기학회지
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• 제20권5호
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• pp.201-205
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• 2010

X-선 자기 원형 이색성 측정은 자성물질을 구성하는 원소별 자기적 성질의 측정 및 궤도 자기 모멘트와 스핀 자기 모멘트를 구별하여 측정할 수 있다는 장점으로 인해 여러 가지 자성 신물질 및 다양한 기능성 자성 다층 박막의 연구에 많이 이용되어 왔다. 이 글에서는 이러한 X-선 자기 원형 이색성 현상의 원리 및 실험 방법 등을 설명하겠다. 또한 몇 가지 X-선 자기 원형 이색성을 이용한 최근 몇 가지 연구도 소개하려 한다.

• 한국자기학회지
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• 제26권5호
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• pp.149-153
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• 2016

Fe/Gd 다층박막 내 자성층간 결합에 미치는 패턴의 영향을 연구하였다. 이를 위하여 하나의 다층박막 시료를 나누어서 패턴한 것과 패턴하지 않은 것으로 제작하여 비교하였다. X선 자기 원편광 이색성(X-ray magnetic circular dichrosim: XMCD)을 이용하여 Gd 원소에 선택적인 자화 벡터의 온도 변화를 비교한 결과, 패턴 시료의 경우 Gd 자화 벡터의 온도의존성이 패턴 전에 비해 뚜렷하게 변화했음을 관측하였다. 이는 패턴 효과와 반강자성의 층간 결합 효과가 서로 경쟁하여 나타난 결과이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.173.1-173.1
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• 2014

The variations of electronic and magnetic properties of ultrathin Fe overlayers on a W(001) surface as a function of Fe film thickness (1.0~4.0 ML) has been investigated using x-ray magnetic circular dichroism (XMCD) in conjunction with ultraviolet photoelectron spectroscopy (UPS) and low energy electron diffraction (LEED). We found that the ferromagnetic property of Fe film started to build up over 2.0 ML, as we confirmed the spin and angular moment contribution to the magnetic moment using XMCD experiments. We will systematically demonstrate that the occurrence of ferromagnetic property of Fe film on a W(001) surface is closely correlated to a themally stable layer of Fe film on a W(001) surface.

• 한국자기학회지
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• 제26권4호
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• pp.124-128
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• 2016

이 연구에서는 연 X선 광흡수 분광법(soft X-ray absorption spectroscopy: XAS)과 연 X선 자기 원편광 이색성(soft X-ray magnetic circular dichroism: XMCD)을 이용하여 수직자기이방성을 보이는 [$Co(2{\AA})/Pd(x{\AA})$] 형의 다층박막의 전자구조를 연구하였다(x = $1{\AA}$, $3{\AA}$, $5{\AA}$, $7{\AA}$, $9{\AA}$). Co 2p XAS와 XMCD 스펙트럼은 Pd 층의 두께 변화에 상관없이 서로 매우 유사하였으며, 또한 Co 금속의 Co 2p XAS와 XMCD 스펙트럼과도 매우 유사함이 관찰되었는데, 이러한 결과는 [$Co(2{\AA})/Pd(x{\AA})$] 다층박막에서 Co 이온들이 금속 결합을 하고 있다는 사실을 보여 준다. Co 2p XMCD 스펙트럼을 분석하여 두께에 따른 궤도 자기모멘트(orbital magnetic moment)와 스핀 자기모멘트(spin magnetic moment) 의 크기를 결정하였다. 이 결과에 의하면 Pd 층의 두께(x)가 $1{\AA}$에서 $3{\AA}$으로 증가할 때, 궤도 자기모멘트가 가장 크게 증가하였으며, $x{\geq}3{\AA}$ 이상의 영역에서는 별 다른 변화가 없었다. 이러한 결과는 [$Co(2{\AA})/Pd(x{\AA})$] 다층박막의 계면에서의 스핀-궤도 상호작용이 수직자기 이방성에 매우 중요한 역할을 한다는 사실을 나타낸다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.171-171
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• 2011

Co and Fe doped multi-wall carbon nano-tubes (MWCNTs) synthesized by microwave plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) technique are investigated with synchrotron radiations at Pohang Light Source (PAL) and European Synchrotron Radiation Facility (ESRF). Near edge x-ray absorption spectroscopy (NEXAFS) measurement at C K, Co $L_{3,2}$ and Fe $L_{3,2}$-edges, and x-ray magnetic circular dichroism (XMCD) at Co and Fe $L_{3,2}$-edges have been carried at 7B1 XAS KIST and 2A MS beamline, respectively, to understand the electronic structure and responsible magnetic interactions at room temperature. X-ray absorption spectroscopy (XAS) at C K-edge shows significant p-bonding and Co and Fe L-edges proves the presence of $Co^{2+}$ and $Fe^{2+}$ in octahedral symmetry. Co and Fe doped MWCNTs show good XMCD spectra at 300K. The effect on the magnetism is also studied through swift heavy ion (SHI) radiations and magnetism is found enhanced and change in the electronic structure in Co-CNTs is investigated.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.377-377
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• 2010

FINEMET type nanocrystalline materials synthesized by controlled crystallization of amorphous ribbons[1] exhibit excellent soft magnetic properties making them attractive for technological applications. Present work reports the electronic structure studies of Co-substituted FINEMET to get information on the effect of successive Co substitution on local environment around Fe and Co atom by using near edge x-ray absorption fine structure (NEXAFS) and x-ray magnetic circular dichroism (XMCD) measurements. NEXAFS spectroscopy and XMCD measurements have been carried out at Fe $L_{3,2}$ and Co $L_{3,2}$-edges to investigate the chemical states and electronic structure of FINEMET [$(Fe_{100-x}Co_x)_{78}Si_9Nb_3Cu_1Ba$](0$L_{3,2}$-edge reveal that Fe is in 2+ state and in tetrahedral symmetry with other elements. The magnetic properties exhibiting soft magnetic behavior[2] are discussed on the basis of the electronic structure studied through XMCD.