• Journal of Magnetics
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• 제15권2호
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• pp.45-50
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• 2010

We investigated the magnetism of vanadium monolayers on a Pd(001) surface. The electronic structure and the magnetic properties of the V/Pd(001) system were determined with the use of the full-potential linearized augmented plane-wave method within the general gradient approximation. Three magnetic configurations were studied: non-, ferro-, and antiferromagnetic. From the total energy calculations, we found that the V/Pd(001) system is the most stable in the antiferromagnetic configuration. The importance of relaxation on the magnetic properties of the systems was also studied. It was found that the Pd(001) surface covered with a V monolayer undergoes considerable relaxation in which the spacing between Pd layers increases in all three magnetic configurations. Contrary to the Pd interlayer spacing, the distance between the V overlayer and the topmost Pd layer is reduced. The interlayer spacing between the V overlayer and the Pd surface layer is the largest for the antiferromagnetic configuration. In the relaxed antiferromagnetic structure, the magnitude of the calculated magnetic moments on the V atoms was $1.31\;{\mu}_B$. The presence of the vanadium monolayer does not affect the paramagnetic properties of the Pd(001) surface.

• 한국자기학회지
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• 제25권4호
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• pp.101-105
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• 2015

희토류 금속이나 4d/5d 전이금속을 포함하지 않은 3d 전이금속 Fe와 Ni 원소만을 적절하게 배열해도 강한 수직 자기이방성을 가질 수 있음을 예측한 이론 계산 결과가 최근 보고된 바 있다. 그 계산에서는 Fe 층을 표면으로 하는 계만을 고려하였는데 본 논문에서는 Ni가 표면일 때의 자기이방성 에너지를 제일원리계산 방법으로 계산하여 자기이방성을 조절할 수 있는 방안이 있을 수 있는지를 알아 보았다. Fe(001) 표면에 Ni 원소 한 층이 덮였을 때[Ni/Fe(001)]의 자성과 자기이방성을 제일원리계산 방법으로 VASP과 FLAPW 방법을 상호 보완적으로 사용하면서 계산 결과를 비교해 보았다. VASP에 의한 결과는 FLAPW 방법으로 얻은 결과와 큰 차이가 없었고, Fe와 Ni의 강한 띠 혼합으로 Fe와 Ni의 자기모멘트가 모두 증가하였으며 Ni/Fe(001)은 수평 자기이방성을 가지는 것으로 계산되었다. 원자 별 자기이방성 기여도 계산에 의하면 자기이방성에 결정적인 역할을 하는 것은 Ni표면 층임을 알 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 추계학술대회 논문집 Vol.16
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• pp.148-151
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• 2003

The spin density of ${\beta}-MnO_2$ structure was theoretically investigated by $DV-X_{\alpha}$ (the discrete variation $X{\alpha}$) method, which is a sort of the first principle molecular orbital method using Hatre-Fock-Slater approximation. The used cluster model was $[Mn_{14}O_{56}]^{-52}$. The ${\beta}-MnO_2$ is a paramagnetic oxide semiconductor material having the energy band gap of 0.18 eV and an 3 loan-pair electrons in the 3d orbital of an cation. This material exhibits spin-only magnetism and has the magnetic ordering temperature of 94 K. Below this temperature its magnetism appears as antiferromagnetism. The calculations of electronic state showed that if the initial spin condition of input parameters changed, the magnetic state changed from paramagnetic to antiferromagnetic. When d orbital of all Mn atoms in cluster had same initial spin state as only up spin, paramagnetic spin density distribution appeared by the calculation. On the other way, d orbital had alternately changed spin state along special direction the resulted spin distribution showed antiferromagnetism.

• 한국자기학회지
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• 제22권6호
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• pp.228-233
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• 2012

한 고체의 자성은 원자가 전자의 양자역학적 상태에 의해 결정되는데, 스핀편극 각도분해 광전자 분광학(SP-ARPES)은 고체안의 전자상태를 조사할 수 있는 가장 강력한 방법으로 어떤 물질의 자성을 이해하는 데에 많은 도움을 준다. 본고에서는 SP-ARPES 방법에 대한 간락한 소개와 이를 통해 얻을 수 있는 물리적 정보에 대해 기술한다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 하계학술대회 논문집 Vol.4 No.2
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• pp.1241-1244
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• 2003

The materials showing high structure dispersity are developed on the natural quartz base and they are obtained by mechano-chemical technology. Depending on the processing conditions and subsequent applications the materials produced by mechano-chemical reaction (MCR) show concurrently magnetic, dielectric and electrical properties. The obtained magnetic-electrical powders classified by aggregate complex of their features as segnetomagnetics, contain a dielectric material as a carrying nucleus, particularly the quartz on that surface one or more layers of different compounds are synthesized having thickness up to $10{\sim}50nm$ and showing magnetic, electrical and other properties.

• 한국자기학회지
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• 제25권2호
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• pp.31-38
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• 2015

최근에 전자구조 계산으로 반쪽금속성을 가진다는 것이 확인된 4원 호이슬러 화합물인 CoFeCrGa와 CoFeCrGe의 (001)표면에서 반쪽금속성의 유지여부와 표면자성을 Full-potential Linearized Augmented Plane Wave 에너지띠 계산방법을 통해 연구하였다. 이를 위해 두 화합물 모두에서 각기 CoFe와 CrGa, 그리고 CrGe로 끝나는 (001)표면을 모두 고려하였다. 계산된 상태밀도로부터 두 화합물의 두가지 절단표면계 모두에서 반쪽금속성이 유지되지 못함을 알았다. 다만 CoFeCrGa에서 CrGa(001) 표면계는 그 상태밀도로부터 거의 반쪽금속성을 가짐을 알았다. 두 계에서 표면이나 표면 밑층의 Co나 Fe, 그리고 Cr 원자의 자기모멘트는 계에 따라 상당히 다른 값을 가졌다.

• 한국자기학회지
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• 제9권3호
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• pp.127-130
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• 1999

사각형구조를 갖는 Ru 단층에서 살창상수와 자성과의 관계를 총 에너지 총 퍼텐셜 보강 평면 파동(FLAPW) 에너지띠 방법에 의해 연구하였다. 반강자성상태를 고려하기 위해 2개의 원자를 포함하는 사각형에서 살창상수가 7.30a.u.보다 큰 경우는 강자성이었고 그 보다 작은 경우에는 상자성이었다. 반강자성상태도 고려하였으나 총 에너지 계산결과 그 가능성은 없었다. 총 에너지 최소값은 살창상수가 6.53a.u.인 경우로 이 때의 자기적 상태는 상자성이었다. Ag의 살창상수값 근처인 7.72a.u.에서 자기모멘트는 2.49$\mu$B로 계산되었다. 살창상수가 7.86a.u.인 경우에 자기모멘트가 거의 포화되었으며 그 때의 자기모멘트는 2.57$\mu$B이었다.

• 한국자기학회지
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• 제15권1호
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• pp.1-6
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• 2005

높은 큐리온도를 가질 수 것으로 예측된 전이금속이 도핑된 ZnO의 전자구조와 자성을 제일원리계산방법을 이용하여 연구하였다. 본 연구에서 전이금속은 Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Ru, Pd, Ag 이고 도핑 수준은 25%로 두고 계산하였다. 자성연구에서 가장 적합한 방법으로 알려져 있는 Full-potential Linearized Augmented Plane Wave(FLAPW)방법을 사용하였으며 교환-상관 전위는 general gradient approximation(GGA)를 사용하였다. 도핑된 전이금속 (Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Ru, Pd, Ag)은 각각 0.83, 3.03, 4.03, 3.48, 2.47, 1.56, 0.43, 0.75, 0.01 ${\mu}_B$의 자기모멘트를 가지며, 전이금속에 이웃한 O 원자도 가안 띠혼성으로 측정 가능한 자기모멘트를 가질 수도 있는 것으로 계산되었다. 3d 전이금속이 도핑된 ZnO는 (CoZnO를 제외하고) 절반금속 특성을 가지는 것으로 계산되었다. 또한 4d 전이금속이 도핑된 경우는 강자성 상태가 상자성 상태에 비해 에너지차이가 크지 않을 뿐 아니라 페르미 준위에 다수 스핀과 소수 스핀 상태 모두가 페르미 준위에 위치해 있어 스핀분극 정도가 낮았다.

• Journal of Magnetics
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• 제13권4호
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• pp.124-127
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• 2008

The magnetic and electronic properties of Ni impurity in bcc Fe ($Ni_1Fe_{26}$) are investigated using the full potential linearized augmented plane wave (FLAPW) method based the generalized gradient approximation (GGA). We found that the Ni impurity in bcc Fe increases both the lattice constant and the magnetic moment of bcc Fe. The calculated equilibrium lattice constant of $Ni_1Fe_{26}$ in the ferromagnetic state was 2.84 A, which is slightly larger than that of bcc Fe (2.83 ${\AA}$). The averaged magnetic moment per atom of $Ni_1Fe_{26}$ unit cell was calculated to be $2.24{\mu}_B$, which is greater than that of bcc Fe (2.17 ${\mu}_B$). The enhancement of magnetic moment of $Ni_1Fe_{26}$ is mainly contributed by the nearest neighbor Fe atom of Ni, i.e., Fe1, and this can be explained by the spin flip of Fe1 d states. The density of states shows that Ni impurity forms a virtual bound state (VBS), which is contributed by Ni $e_{g{\downarrow}}$ states. We suggest that the VBS caused by the Ni impurity is responsible for the spin flip of Fe1 d states.

• 한국자기학회지
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• 제26권6호
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• pp.179-184
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• 2016

스핀전달토크(Spin-Transfer Torque: STT) MRAM의 상용화를 위해서는 낮은 반전전류와 높은 열적 안정성을 동시에 만족해야 하고, 이를 위해서는 큰 스핀 분극, 강한 수직자기이방성 에너지을 가지는 물질이 요구된다. 본 연구에서는 STT-MRAM에 적합한 물질로 알려진 B2 CoFe 면심에 X(O, F, S, Cl) 원자가 위치한 $CoFeX_3$ 합금의 전자구조와 자기결정이방성(Magnetocrystalline anisotropy: MCA) 에너지를 계산하였다. X 원자가 F나 Cl일 때는 페르미 준위에서의 스핀 분극율이 각각 97 %, 96 %로, 반쪽 금속에 근접한 전자구조를 가짐을 확인할 수 있었다. 뿐만 아니라 표면이 Co 원자로 끝나는 5층 박막은 모든 X에 대해 수직 자기이방성를 가졌으며, 특히 $CoFeCl_3$의 자기이방성 에너지는 약 1.0 meV/cell로 상당히 컸다. 따라서 6, 7 족 원소를 잘 활용하면 높은 스핀 분극율과 강한 수직 자기이방성를 동시에 가지는 물질을 제조할 수 있게 되어 STT-MRAM의 상용화에 기여를 할 수 있을 것으로 기대한다.