• 한국자기학회지
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• 제13권5호
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• pp.193-197
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• 2003

우수한 연자성 특성과 자왜 특성을 동시에 나타내는 철계 아몰퍼스 박막을 이용한 고기능성 센서나 신호처리소자와 같은 자기탄성 디바이스를 구현하기 위해서는 자기이방성의 제어가 필요하다. 본 연구에서는 철계 아몰퍼스 박막의 자기이방성을 제어하기 위해서 바이어스 응력을 이용한 자기이방성제어 방법을 제안하였다. 제안한 방법은 박막의 기판을 굴곡시킨 상태에서 열처리를 실시하여 박막의 응력을 해소하고, 열처리 후 박막기판의 형상을 원상으로 복귀시켜서 박막에 바이어스 응력이 인가되도록 하고, 이 응력에 의해서 박막의 자기이방성이 제어되도록 하는 것이다. 응력을 이용하여 자기이방성을 제어한 박막패턴을 자구의 관찰과 자화곡선의 평가를 고찰한 결과, 제안한 자기이방성 제어방법이 유용함을 알 수 있었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제10권1호
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• pp.17-22
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• 2000

수직보자력이 크고 CoCrPt에 비하여 noise 저감 효과가 큰 것으로 알려진 CoCrPtTa계 합금박막의 수직이방성을 더욱 개선하기 위해 Ti를 우선 증착하였다. 본 연구에서는 Ti 두께 변화에 따른 비교적 높은 수직보자력치를 보였던 $CoCr_{16.2}Pt_{10.8}Ta_4$Ti/glass 시편에서 자기적 특성과 자구형상의 변화를 살펴보았다. 또한 VSM(Vibrating Sample Magnetometer)을 이용하여 M-H loop를 측정하였으며 자구형상은 MFM(Magnetic Force Microscopy)로 관찰하였다. 육방정 Ti가 하지층으로서 우선증착되면 bare glass 직접 증착되는 경우보다 CoCrPtTa 자성층의 수직이방성에 현저한 향상을 가져왔으며 Ti의 두께가 두꺼울수록 c-축 배향성도 개선되었다. MFM 결과에 의하면 Ti두레가 20 nm에서 90 nm로 증가함에 따라 자구형상이 연속적인 stripe type에서 mass type으로 분절된 형태로 변하였다. 이는 Ti의 증착이 비자성 Cr 편석 거동에 영향을 미쳐 자화반전시 인접 columnar grain의 자화벡터들간의 상호교환작용을 억제하는 자기적 분리 효과에 기여했음을 의미한다. 아울러 이와 같은 거동은 Ti가 CoCr계 자성층의 수직이방성을 개선하는데 있어서 형상자기이방성적인 측면에서의 기여가 현저함을 의미하기도 한다.

• The Korean Journal of Ceramics
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• 제6권2호
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• pp.100-102
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• 2000

Co fine particles were dispersed in Au metal and $AlO_x$ amorphous matrices by vacuum evaporation and rf-sputtering, respectively, thus forming granular composite films having chemical compositions of $Co_{0.59}-Au_{0.41}$ and $Co_{0.52}/(AlO_x$)_{0.48}$. The films were annealed at 200~$500^{\circ}C$ to increase the size of the Co particles, from 30$\AA$ to 180$\AA$ in the Au matrix and 40$\AA$ to 180$\AA$ in the $AlO_x$ matrix, as revealed by X-ray diffraction analysis. The Co metal in as-deposited films have saturation magnetization equivalent to that of bulk Co, which is unchanged by the annealing, showing that the Co metal is not oxidized by the annealing. Magneto-optical Kerr rotation measured at $\lambda$=400-900nm for the $Co_{0.59}-Au_{0.41}$ film as deposited is larger than that calculated for the composition. The rotation increases as the film is annealed at $200^{\circ}C$ and $300^{\circ}C$, approaching to that of bulk Co. The Kerr rotation for the $Co_{0.52}-(AlO_x)_{0.48}$ film as deposited is smaller than that calculated for the composition based on Bruggeman effective medium theory. However, the rotation increases much, exceeding the rotation of the bulk Co as annealed at $300^{\circ}C$ and $400^{\circ}C$. As a possible origin of the marked magneto-optical enhancement a weak localization of light in granular structure is suggested.

• 한국세라믹학회지
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• 제42권3호
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• pp.211-217
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• 2005

펄스 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 Co농도 변화에 따라 유리 기판 위에 ZnJ-xcoxo 박막을 제조하였다. Co 농도의 증가에 따라 $Zn_{1-x}Co_{x}O$ 박막의 c축 결정 배향성은 향상되었다. 표면 형상 분석을 통하여 매우 치밀한 박막이 성장되었음을 찰 수 있었다. 박막의 UV-visible투과율 측정 결과, $Co^{2+}$ 이온에 의한 sp-d상호교환 작용과 d-d 천이를 확인할 수 있었다. $Zn_{1-x}Co_{x}O$ 박막의 비저항은 $10^{-2}\~10^{-3}\;\Omega{\cdot}cm$의 값을 가지며 Co농도의 증가에 따라 박막의 비저항은 증가하였고, 특히 $30\;at\%$ Co에서는 박막의 결정성 저하로 인하여 급격한 비저항 증가가 발생하였다. X-ray photoelecoon specooscopy분석을 통해 Co와 O 간의 결합 상태를 확인하였으며, alternating gradient magnetometer측정 결과 $Zn_{1-x}Co_{x}O$ 박막의 상온 강자성 치력 현상을 관찰할 수 있었다. 낮은 비저항 및 상온 강자성 이력 특성을 갖는 $Zn_{1-x}Co_{x}O$ 박막은 자성 반도체 소자로의 응용 가능성을 나타내었다 .

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.312-312
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• 2012

Magnesium oxide has become focus for research activities due to its use in magnetic tunnel junctions and for understanding of do ferromagnetism. Theoretical investigations on such type of system indicate that the presence of defects greater than a threshold value is responsible for the magnetic behaviour. It has also been shown experimentally that by decreasing the film thickness and size of nanoparticles, enhancement/increase in magnetization can be achieved. Apart from the change in dimension, swift heavy ions (SHI) are well known for creating defects and modifying the properties of the materials. In the present work, we have studied the irradiation induced effects in magnesium oxide thin film deposited on quartz substrate via X-ray absorption spectroscopy (XAS). Magnesium oxide thin films of thickness 50nm were deposited on quartz substrate by using e-beam evaporation method. These films were irradiated by 200 MeV Ag15+ ion beam at fluence of $1{\times}10^{11}$, $5{\times}10^{11}$, $1{\times}10^{12}$, $3{\times}10^{12}$ and $5{\times}10^{12}ions/cm^2$ at Nuclear Science Centre, IUAC, New Delhi (India). The grain size was observed (as studied by AFM) to be decreased from 37 nm (pristine film) to 23 nm ($1{\times}10^{12}ions/cm^2$) and thereafter it increases upto a fluence of $5{\times}10^{12}ions/cm^2$. The electronic structure of the system has been investigated by X-ray absorption spectroscopy (XAS) measurements performed at the high energy spherical grating monochromator 20A1 XAS (HSGM) beamline in the National Synchrotron Radiation Research Center (NSRRC), Taiwan. Oxides of light elements like MgO/ZnO possess many unique physical properties with potentials for novel application in various fields. These irradiated thin films are also studied with different polarization (left and right circularly polarized) of incident x-ray beam at 05B3 EPU- Soft x-ray scattering beamline of NSRRC. The detailed analysis of observed results in the wake of existing theories is discussed.

• 한국자기학회지
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• 제17권2호
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• pp.81-85
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• 2007

분자선 증착법을 이용하여 MnTe 박막을 Si(100):B 및 Si(111) 기판 위에 성장시켰다. 두개의 K-cell을 사용하여 기판온도 $400^{\circ}C$ 및 Te가 풍부한 조건에서 MnTe 합성이 잘 이루어졌다. 이 경우 증착속도는 $1.1 {\AA}/s$이었고 성장된 층의 두께는 $700{\AA}$ 정도이었다. 합성된 MnTe 박막들에 대하여 X선회절, 초전도 양자 간섭계, Physical Property Measurement System, 홀효과 측정 등을 사용하여 그 구조적, 자기적, 전기적 특성들을 조사하였다. X선회절 측정 결과 Si(100) : B및 Si(111)기판 위에 성장된 MnTe는 다결정성의 hexagonal 구조를 나타내었으며, 자기적, 전기적 특성 측정 결과 분말형태의 MnTe와 비교하여 매우 다른 특성을 나타내었다. Zero-field-cooling(ZFC) 및 field-cooling(FC) 조건에서 취해진 자화율 측정에서 다결정 박막은 21 K, 49K, 210K 근처에서 자기적 전이 현상을 보였으며, ZFC와 FC 자화율 사이의 큰 불가역성이 나타났다. MnTe박막의 5K와 300K에서의 자기이력곡선은 강자성 상태를 나타내었으며 잔류자화값과 보자력은 5 K에서 $M_R= 3.5emu/cm^3$와 $H_c=55Oe$를, 300 K에서 $M_R= 2.1emu/cm^3$와 $H_c=44Oe$로 나타났다. 전기수송 특성 측정 결과, 온도에 따른 비저항은 저온에서 Mott variable range hopping 전도특성을 나타내는 전형적인 반도체 성질을 보여주었다.

• 한국자기학회지
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• 제27권2호
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• pp.41-48
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• 2017

$CrPt_3$ 합금은 큰 Kerr 효과를 보여 주는 강한 자기결정 이방성을 가지고 있고 흥미롭게도 훈트 제3법칙을 따르지 않는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 $CrPt_3$ 합금 박막의 두께의 따른 자성과 자기결정 이방성의 변화를 제일원리계산 방법을 이용하여 연구하였다. 기준 자료로 활용하기 위해 덩치 $CrPt_3$의 다양한 자성 상태, 즉 강자성(FM), A-, C-, G-type 반강자성(A-, C-, G-AF)에 대한 계산을 우선 수행하였는데 덩치 $CrPt_3$은 FM 상태가 안정하였고 이는 실험과 일치하였다. A-, C-, G-AF 상태가 FM 상태일 때 보다 총에너지가 각각 0.517, 0.591, 0.183 eV 만큼 높았고 Cr의 자기모멘트는 FM, A-, C-, G-AF 일 때 각각 2.782, 2.805, 2.794, $2.869_{{\mu}_B}$으로 확인되었다. $CrPt_3$(001) 박막의 표면은 CrPt 표면과 Pt 표면으로 두 종류의 원소 구성을 가질 수 있다. 각각의 표면에 대해 3층에서 9층까지 두께를 변화시켜 가면서 계산을 수행하였다. CrPt 표면의 3층 박막은 덩치와는 다르게 C-AF 상태가 FM 상태에 비해 8 meV 안정하였고 그 보다 두꺼운 5층, 7층, 9층 박막은 덩치처럼 FM 상태가 안정하였다. Pt 표면의 3층 박막은 C-AF 상태가 FM 상태에 비해 37 meV, 5층 박막은 G-AF이 FM 상태에 비해 54 meV 만큼 안정하였고 그 보다 두꺼운 7, 9층 박막은 덩치와 같이 FM 상태가 더 안정하였다.

• 한국자기학회지
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• 제7권3호
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• pp.152-158
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• 1997

Ni$_{66}$Fe$_{16}$ $Co_{18}$ /Cu/Co 삼층막을 4 .deg. tilt-cut Si(111) 기판과 Cu(50 .angs. ) 바닥층 위에 형성하고, 사진식각 및 에칭 작업을 통해 자기저항 메모리 소자를 제작하여 자기저항 메모리 특성을 연구하였다. 외부 자장의 인가 없이 증착한 NiFeCo/Cu/Co 삼층막은 4 .deg. tilt-cut Si(111) 기판과 Cu(50 .angs. ) 바닥층의 영향으로 면내 일축자기이방성을 형성하였으며, 낮은 자장 내에서 높은 자기저항비와 자기저항민감도 등 자기저항 메모리 소자에 응용이 가능한 우수한 자기저항 특성을 나타내었다. NiFeCo/Cu/Co 삼층막의 Cu 사잇층 두께 변화에 따라 삼층막을 이루는 두 자성층 간에 강자성 및 반강자성 결합력이 관찰되었으며, 결합력은 사잇층 두께에 민감하게 변화하여 NiFeCo/Cu/Co 삼층막의 메모리 특성에 영향을 끼쳤다. 사잇층 두께의 변화에 대해 최적화된 [NiFeCo(60 .angs. )/Cu(25 .angs. )/Co(30 .angs. )]/Cu(50 .angs. )/Si(111, 4 .deg. tilt-cut) 스핀밸브 삼층막을 이용하여 거시적 자기저항 메모리 소자를 제작하고, 시험 소자의 메모리 동작에 대해 관찰하였다. Sense 전류는 10 mA로 고정하고, 약 5 * $10^{5}$ A/$cm^{2}$의 word 전류를 가해 약 10 mV의 출력 전압을 시험 소자에서 얻었으며, NiFeCo/Cu/Co 스핀밸브 삼층막의 자기저항 메모리 소자에의 응용 가능성을 확인할 수 있었다.다.

• 한국자기학회지
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• 제17권2호
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• pp.51-54
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• 2007

역스피넬 산화물 $Fe_3O_4$에 Cr을 치환하여 얻어지는 $Cr_xFe_{3-x}O_4$ 박막 시료들을 졸-겔 스핀코팅 방법을 이용하여 제작하고 그 구조적, 전자기적 특성들에 대한 측정 및 분석을 수행하였다. X선 회절 측정 결과, Cr 성분비가 증가함에 따라 격자상수가 소폭 감소하는 것이 관측되었다. 이는 Fe 이온에 비해 이온반경이 상대적으로 작은 Cr 이온이 +3의 이온수를 가지고 8면체 자리를 치환하는 것으로 설명 가능하다. 시료들에 대한 진동시료자화를 측정한 결과, Cr 성분비 증가에 따라 포화자화량이 $Fe_3O_4$에 비하여 점차적으로 감소하였는데, 이는 8면체 자리의 $Fe^{3+}(d^5)$와 $Cr^{3+}(d^3)$ 나타내는 스핀 자기능률 값의 비교를 통하여 설명 가능하다. 또한, 자기저항 효과도 Cr 성분비 증가에 따라 포화자화량과 유사한 추세로 감소하였다. $Cr_xFe_{3-x}O_4$ 박막 시료들의 보자력은 Cr 성분비 증가에 따라 증가함을 보였는데, 이는 $Cr^{3+}$ 이온의 8면체 자리 치환에 따른 자기 이방성의 증가에 기인하는 것으로 해석된다.

• 한국자기학회지
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• 제11권2호
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• pp.72-77
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• 2001

DC 마그네트론 방식으로 제조한 PtMn계 상부층형(top) 스핀밸브 박막을 반강자성층인 PtM의 fcc (111) 구조에서 fat (111)구조 천이를 위하여 27$0^{\circ}C$에서 3 kOe의 외부자장을 가해주면서 일차적인 열처리를 한 후, 이차적으로 무자장 열처리를 하여 상온에서 자기적 특성을 조사하였다. Si/A1$_2$O$_3$ (500$\AA$)/Ta(50$\AA$)NiFe(40$\AA$)/CoFe(17$\AA$)/Cu(28$\AA$)/CoFe (30$\AA$)PtMn(200$\AA$)Ta(50$\AA$) top 스핀밸브 시료에서 자기저항비를 조사한 결과 열처리 온도가 높아질수록 자기저항비가 완만히 감소하나 325 $^{\circ}C$ 이상에서 급격히 감소하여 1 %까지 감소하는 것을 확인하였으며, 이것은 열처리 온도가 높아질수록 반강자성층과 피고정층사이의 교환 결합력이 약해지는 것에 기인하는 것으로 판단하였다. 열처리 온도 증가에 따른 교환 바이어스 자장은 325 $^{\circ}C$ 이상에서 급격히 감소하였고, 고정층과 자유층사이의 상호 결합 세기(interlayer coupling field, $H_{int}$)는 $325^{\circ}C$ 이상에서 크게 증가하였는데, 이것은 열처리 온도가 증가함에 다라 Mn의 상호 확산(inter-diffusion)dl 증가하여 계면에서의 거칠기(roughness)가 커지기 때문이라고 생각하였다. 이와 같은 결과에서 PtMn 스핀밸브의 급격한 자기적 특성변화가 일어나는 열처리 온도가 PtMn계 스핀밸브 박막의 블로킹 온도(blocking temperature, $T_b$)와 잘 일치함을 호가인할 수 있었다.