• 제목/요약/키워드: amorphous Sm-Fe alloys

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Spontaneous Hall Effect in Amorphous Tb-Fe and Sm-Fe Thin films

  • Kim, T. W.;S. H. Lim;R. J. Gambino
    • 한국자기학회:학술대회 개요집
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    • 한국자기학회 2000년도 International Symposium on Magnetics The 2000 Fall Conference
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    • pp.337-345
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    • 2000
  • The spontaneous Hall effect in amorphous Tb-Fe and Sm-Fe thin films, which possess excellent magnetic softness, is investigated in this work to seek a possibility of practical applications of these thin films as sensors. The resistivity of Tb-Fe thin films ranges from 180 to 250 Ωcm as the Tb content varies from 35 to 46 at. %. Tb-Fe thin films show negative Hall resistivity ranging from - 7.3 to - 5.0 Ωcm in the same composition range, giving the normalized resistivity ratio in the range of -4.1 to -2.0 %. On the other hand, the resistivity of Sm-Fe thin films ranges from 150 to 166 Ωcm as the Sm content varies from 22 to 31 at. %. Sm-Fe thin films show positive Hall resistivity which varies from 7.1 to 2.8 Ωcm in the same composition range, giving the normalized resistivity ratio in the range of 4.8 to 1.7 %. These values are significantly high compared with the values of other R-T alloys, Tb-Co alloys for example, where the highest reported value is 2.5 %. Between the two different sets of samples, Tb-Fe thin films with perpendicular anisotropy are considered to be more suitable for practical applications, since saturation is reached at a los magnetic field, approximately 2 kOe in a Tb$\sub$35.1/ Fe$\sub$64.9/ thin film, for example.

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THE EFFECTS OF Sm ON THE MICROSTRUCTURE AND MAGNETOSTRICTION OF Fe-Co ALLOYS

  • Shima, Toshiyuki;Aoyagi, Eiji;Fujimori, Hiroyasu
    • 한국자기학회지
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    • 제5권5호
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    • pp.726-729
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    • 1995
  • We investigated the effects of Sm on the microstructure and magnetic properties of Fe-Co Alloy films prepared by a DC triode sputtering. The magnetostriction was found to be changed with the Sm content from positive to negative values, taking a zero magnetostriction was at about 3 at% Sm. The Sm content dependence of magnetostriction was explained by the formation of Sm enriched amorphous phase surrounding the main bcc (Fe,Co) crystalline phase, which was observed by a high resolution transmission electron microscopy.

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Novel Properties of Boron Added Amorphous Rare Earth-transition Metal Alloys for Giant Magnetostrictive and Magneto-optical Recording Materials

  • Jai-Young Kim
    • Journal of Magnetics
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    • 제3권3호
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    • pp.78-81
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    • 1998
  • Large magneto crystalline anisotropy energy and demagnetization energy of rare earth-transition metal (RF-TM) alloys play roles of bottlenecks towards their commercial applications for giant magnetostrictive and blue wavelength magneto optical recording materials, respectively. To solve the above problems, boron is added into amorphous RE-TM alloys to produce its electron transferring. The boron added amorphous RE-TM alloys show novel magnetic and magneto-optical properties as follows; 1) an amorphous $(Sm_{33}Fe_{76})$97B3 alloy obtains the magnetostriction of$ -550{times}10^{-6}$ at 400 Oe compared with saturation magnetostriction of$ -60{\times}10^{-6}$ in conventional Ni based alloys, 2) an amorphous$ (Nd_{33}Fe_{67})_{95}B_5$ alloy increases effective magnetic anisotropy to$ -0.5{\times}10^{-6} ergs/cm^3 from -3.5{\times}10^6 ergs/cm^3$ without boron, which correspond to the polar Kerr rotation angles of 0.52$^{\circ}$and 0.33$^{\circ}$, respectively. These results attribute to selective 2p-3d electron orbits exchange coupling (SEC).

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비정질 Fe-Co-Re-B(RE=Nd, Sm, Gd, Tb) 합금의 자기적 성질 (A Study on the Magnetic Properties of Amorphous Fe-Co-RE-B (RE=Nd, Sm, Gd, Tb) Alloys)

  • 김경섭;유성초;김창식;김종오
    • 한국자기학회지
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    • 제1권2호
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    • pp.55-59
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    • 1991
  • 희토류-3d 천이원소인 비정질${[{(Fe_{80}CO_{20})}_{0.98}RE_{0.02}]}_{80}B_{20}(RE=Nd,\;Sm,\;Gd,\;Tb)$ 합금 리본시료에 대한 자기적 성질을 조사하기 위하여 시료진동형 자력계(vibrating sample magnetometor)를 이용하여 77 K부터 900 K까지의 온도 영역에서 포화자화 값을 온도의 함수로 측정 한후, Curie 온도 ($T_{c}$)와 Bloch 상수등을 추정하였다. 이들로 부터 spin wave stiffness 상수, 교환상호작용(exchange interaction)의 범위와 평균자승거리($$)등을 계산하였으며 각 희토류 원소에 대한 치환효과를 비교 분석하였다.

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Discovery of Giant Magnetostriction in Amorphous RFe$_2$B (R = Sm, Tb) Alloys

  • Kim, Jai-Young
    • Journal of Magnetics
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    • 제1권2호
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    • pp.64-68
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    • 1996
  • Compared with the conventional magnetostriction in Ni alloys which are in the order of several tens ppm (Parts Per Million =10-6), RFe$_2$(R = rare earth element) Laves Phase intermetallic compounds show large saturation magnetostriction in the range of a few thousands ppm. However, the large external magnetic field necessary to obtain saturatio magnetostriction has due to large magnetocrystalline anisotropy energy restrained the applicationof magnetostriction materials in RFe$_2$intermetallic compounds. As a result of its solution, the largest published value of effective giant magnetostriction in a low external magnetic field (less than a few hundred Oe) is reported in this paper by means of amorphisation of RFe$_2$intermetallic compounds with the addition of boron, as a half metal. For the amorphous (SmFe$_2$)0.97 B0.03 alloys, the effective magnetostriction of -545 and -610 $\times$ 10-6 is obtained at 400 and 1,000 Ie, respectively. Moreover, the effective magnetostriction of 590 and 630$\times$10-6 in the amorphous (TbFe$_2$)0.98 B0.02 alloys is also found at 400 and 1,000 Oe, respectively. This result will provide a clue to understanding the effect of half metal on anomalous increase of the effective giant magnetostriction and attract the great attention for magnetostriction applications.

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비정질 RE$Fe_2$-B (RE=Dy, Sm) 합금 리본에서 평균장 이론에 의한 교환상호작용 계산 (Mean Field Analysis of Exchange Coupling in Amorphous RE$Fe_2$-B (RE=Dy, Sm) Alloy Ribbons)

  • Lee, J. M.;J. K. Jung;S.H. Lim
    • 한국자기학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.85-96
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    • 2001
  • 급속응고에 의해 제조된 비정질 (Dy$_{0.33}$Fe$_{0.67}$)$_{1-x}$ B$_{x}$(x=0 ,0.05, 0.1, and 0.15) 및 (Sm$_{0.33}$Fe$_{0.67}$)$_{1-x}$ B$_{x}$(x=0, 0.01, 0.02, and 0.03) (in atomic fraction) (원자 비) 합금 리본에 대하여 자화(온도 곡선을 구하였으며, 이를 평균장 이론에 근거한 이론적인 식을 사용하여 fitting함으로써 구성 원소들 사이의 교환상호작용의 크기를 계산하였다. DyFe$_2$-B계의 경우, Dy와 Fe 사이의 교환상호작용은 음의 부호를 가지는데, 이는 Dy와 Fe의 자화 방향이 반대임을 의미한다. Fe원소사이의 교환상호작용이 가장 크며, 반면에 Dy 원소들사이의 상호작용이 가장 작게 나타났다. SmFe$_2$-B계의 경우, 계산된 교환상호작용은 전부 양의 부호를 가지는데, 이는 스핀들 사이에 강자성 상호작용이 있음을 의미한다. Fe 원소들 사이의 상호작용과 Fe와 Sm사이의 상호작용은 매우 크며, 그 크기 또한 유사하다. Fe와 Sm 사이의 상호작용이 큰 것은, 이 원소들 사이의 상호작 용이 간접적임을 고려할 때 의외의 결과이며, 비정질 Sm-Fe합금의 고유 성질인 것으로 생각된다. 두 합금계 모두에서 Fe 원소들 사이의 교환상호작용은 B 함량이 증가함에 따라 증가하였는데, 이는 B 함량의 증가에 따라 Fe-Fe 간격이 증가하였기 때문으로 생각된다. 두 합금계 모두에서 자화와 큐리온도는 B의 함량이 증가함에 따라 감소하였다.감소하였다.다.

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저자장에서 비정질 후막$(Sm_{1-x}Pr_x)Fe_2$의 자성 (Magnetism of Amorphous Bulk $(Sm_{1-x}Pr_x)Fe_2$ Alloys in a Low Magnetic Field)

  • Kim, Jai-Young
    • 한국재료학회지
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    • 제5권8호
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    • pp.913-920
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    • 1995
  • RFe$_2$(R=rare earth) Laves상 금속간 화할물은 $10^{-3}$ 정도의 큰 포화 자왜 정수를 나타내고 있어, 자왜 재료의 응용 분야에서 많은 주목을 받고 있다. 그러나, 이 금속간 화합물은 결정 자기 이방성 에너지가 크기 때문에, 큰 포화 자왜 정수를 얻기 위해서는 높은 외부 자장이 요구되어진다. 이에 따라 저자장에서 보다 높은 자왜 정수를 얻고자 하는 연구들이 행하여 지고 있는데, 이를 위한 방법은 RFe$_2$Laves상 금속간 화합물중 결정 자기 이방성 부호가 각기 다른 회토류 금속의 치환 혹은 RFe$_2$금속간 화합물의 비정질화이다. 본 연구에서는 RFe$_2$금속간 화합물의 자기 이방성 에너지를 최소화하여 저자장에서 높은 자왜 정수를 얻기 위해, 결정 자기 이방성 정수 및 자왜 정수의 부호가 각각 반대인 SmFe$_2$와 PrFe$_2$을 합금화 한후, 비정질화하여 자왜 정수의 변화를 포함한 자성을 조사하였다.

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비정질 Sm-Fe계 합금 박막의 유도자기이방성 형성 (Formation of Induced Anisotropy in Amorphous Sm-Fe Based Alloy Thin Films)

  • 송상훈;이덕열;한석희;김희중;임상호
    • 한국자기학회지
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    • 제8권5호
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    • pp.261-269
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    • 1998
  • 스퍼터링 중 500~600 Oe의 자기장을 인가한 상태에서 제조된 비정징 Sm-Fe 합금 박막에서 6$\times$104 J/m3 크기의 유도자기이방성이 형성되었다. 자장 증착에 이해유도자기이방성이 형성된 합금 박막은 이방성이 형성되지 않은 합금 박막에 비해 자구 구조에 무관한 "포화" 자기변형은 유사하지만, 측정 방향에 따른 자기변형의 이방성 비는 최대 35 정도로서 매우 크게 증가하였다. 이는 자기변형 박막의 디바이스 응용시 성능을 크게 향상시키므로, 실용적인 측면에서 매우 중요하다. 스퍼터링 중 자기장을 인가하지 않고 통상의 마그네트론 스퍼터링에 의해 제조된 비정질 Sm-Fe 합금 박막을 넓은 조성 범위에 걸쳐서 체계적으로 소자한 결과, 이러한 합금 박막에서도 미약하나마 스퍼터링 중의 누설 자계에 의해 증착 도중 유도자기이방성이 형성되는 것을 관찰하였으며, 최대의 유도자기이방성은 Sm 함량 25~30 원자%에서 얻어졌다. 또한 본 합금 박막의 유도자기이방성은 자장 중 열처리에 의해서도 형성되는 것을 관찰하였는데, 형성된 이방성의 크기는 자장 증착에 의해 제조된 시료보다 매우 작게 나타났다. 이는 자장 증착의 경우 원자의 표면 확산을 통한 원자의 이동에 의해 유도자기이방성이 형성되나, 증착 후 자장 열처리에 의한 경우는 체적 확산에 의해 유도자기이방성이 형성되기 때문으로 생각된다.때문으로 생각된다.

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Nanocomposite Magnetic Materials

  • Ludwig Schultz;Alberto Bollero;Axel Handstein;Dietrich Hinz;Karl-Hartmut Muller;Golden Kumar;Juergen Eckert;Oliver Gutfleisch;Anke Kirehner Aru Yan
    • 한국분말재료학회지
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    • 제9권6호
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    • pp.381-393
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    • 2002
  • Recent developments in nanocrystalline and nanocomposite rare earth-transition metal magnets are reviewed and emphasis is placed on research work at IFW Dresden. Principal synthesis methods include high energy ball milling, melt spinning, mold casting and hydrogen assisted methods such as reactive milling and hydrogenation-disproportionation-desorption-recombination. These techniques are applied to NdFeB-, PrFeB- and SmCo-type systems with the aim to produce high remanence magnets with high coercivity. Concepts of maximizing the energy density in nanostructured magnets by either inducing a texture via anisotropic HDDR or hot deformation or enhancing the remanence via magnetic exchange coupling are evaluated. With respect to high temperature applications melt spun $Sm(Co_{0.74}Fe_{0.1}Cu_{0.12}Zr_{0.04})_{7.5}$ ribbons were prepared, which showed coercivities of up to 0.53 T at 50$0^{\circ}C$. Partially amorphous $Nd_{60}Fe_xCo_{30-x}Al_{10}(0{\leq}x{\leq}30)$ alloys were prepared by copper mold casting. The effect of transition metal content on the glass-forming ability and the magnetic properties was investigated. The $Nd_{60}Co_{30}Al_{10}$ alloy exhibits an amorphous structure shown by the corresponding diffraction pattern. A small substitution of Co by 2.5 at.% Fe results In the formation of Fe-rich crystallites embedded in the Nd-rich amorphous matrix. The Fe-rich crystallites show hard magnetic behaviour at room temperature with a coercivity value of about 0.4 T, relatively low saturation magnetization and a Curie temperature of 500 K.