• Journal of Magnetics
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• 제20권1호
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• pp.8-10
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• 2015

The magnetic anisotropy field plays an important role in spin-orbit-torque-induced magnetization dynamics with electric current injection. Here, we propose a magnetometric technique to measure the magnetic anisotropy field in nanostructured ferromagnetic thin films. This technique utilizes a magneto-optical Kerr effect microscope equipped with two-axis electromagnets. By measuring the out-of-plane hysteresis loops and then analyzing their saturated magnetization with respect to the in-plane magnetic field, the magnetic anisotropy field is uniquely quantified within the context of the Stoner-Wohlfarth theory. The present technique can be applied to small nanostructures, enabling in-situ determination of the magnetic anisotropy field of nanodevices.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.400-400
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• 2010

우리는 기본 진공 $10^{-11}\;Torr$의 UHV surface magneto-optical Kerr effect (SMOKE) 시스템을 quarter-wave plate를 사용하였던 기존의 방식에서 PEM (photo elastic modulator)를 사용하는 방식으로 장비의 기능을 향상시켰다. 기존 quarter-wave plate를 사용하는 방식의 경우 Kerr signal을 구하기 위해 편광자와 검광자를 수직으로 두어 광량을 0으로 만들어야 한다. 그러나 금속의 경우 대부분 가시광선 영역에서 큰 반사율 때문에 측정되는 광량이 편광자와 검광자를 거치면서 넓은 각도 범위에서 최소값을 갖기 때문에 정확한 영점을 잡는 데 한계가 있다. 이러한 단점을 해결하기 위하여 우리는 PEM을 이용한 위상변조방식을 사용하였다. 위상변조 방식은 Kerr signal과 관계된 양을 PEM을 이용하여 50 kH ($1{\omega}$)와 100 kH ($2{\omega}$)의 진동 주파수에 공조시키고 이를 Lock-in-amplifier를 사용하여 탐지하기 때문에 좋은 sensitivity를 얻을 수 있을 뿐 아니라 Kerr ellipticity와 Kerr rotation을 동시에 측정할 수 있다. 자화에 필요한 전자석은 순철로 된 코어를 제작하여 챔버에 부착하였고 10 A에서 최대 7 kOe의 고자장을 얻을 수 있어 포화자화가 큰 물질에 대해서도 필요한 자성영역까지 측정이 가능하게 하였다. 또 저온 측정을 위해 SMOKE 샘플 홀더를 개조하여 액체 질소를 이용하여 100 K 근방의 영역에서 온도를 제어할 수 있도록 저온 장치를 구성하였다. 여기에서 샘플 근처에 위차한 e-beam heater가 장착된 고온 부분과 액체 질소 냉각, 온도감지를 위한 센서, cartridge heater가 장착된 저온 부분을 sapphire plate로 분리하여 저온용 cartridge heater의 파손을 최소화하였다. 이러한 SMOKE 시스템을 구성한 후에 우리는 Fe/Cr(001)시스템의 자성특성에 대해 연구하였다. Fe/Cr 시스템은 Fe/Cr/Fe의 exchange coupling이나 bulk Cr의 복잡한 자성 특성 때문에 주목을 받아왔다. 이 연구에서 우리는 저온 및 상온에서 Cr(001) 단결정 위에 증착된 Fe 박막의 자성 특성을 보고한다.

• 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.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2007년도 The 1st International Symposium on Advanced Magnetic Materials
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• pp.241.1-241.1
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• 2007

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2009년도 정기총회 및 동계학술연구발표회
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• pp.100-100
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• 2009

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2000년도 춘계연구발표회 논문개요집
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• pp.80-81
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• 2000

• 한국자기학회지
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• 제25권1호
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• pp.1-3
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• 2015

본 연구에서는 스핀-궤도 돌림힘의 광학적 측정 방법을 개발하였다. 사인파 전류에 의해 발생하는 스핀-궤도 돌림힘은 해당 주파수와 두 배 주파수로 진동하는 자화의 운동을 유발하는데, 이로 인해 변화하는 자화의 수직 성분을 극광자기 효과를 이용해 측정하였다. 스핀-궤도 돌림힘이 추가된 란다우-리프쉬츠-길버트 방정식의 평형 조건으로부터, 스핀-궤도 돌림힘에 의한 유효 자기장을 정량적으로 분석하였다. 이러한 측정법을 Pd/Co/Pt 박막 시료에 적용하여, 스핀-궤도 돌림힘 효율의 종 방향과 횡 방향의 성분 값을 각각 나누어 측정하는데 성공하였다. 본 연구에서 제시한 측정 및 분석 방법은 기존의 전기적 측정에 비해 오류가 적기 때문에, 스핀-궤도 돌림힘을 측정하는 더 개선된 방법으로 사용할 수 있다.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2007년도 The 1st International Symposium on Advanced Magnetic Materials
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• pp.72.2-72.2
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• 2007

• 한국결정학회:학술대회논문집
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• 한국결정학회 2003년도 춘계학술연구발표회
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• pp.7-7
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• 2003

Heteromagnetic nanostructures, which consist of two or more different layers such as nonmagnet, insulator, ferromagnet, antiferromagnet, and superconductor, have been widely used in current and likely future spintronics devices. Their many intriguing magnetic properties are originated from a variety of magnetic interactions at relevant length scales at or near interfaces and between different constituent layers as well as laterally different regions in chemical and magnetic heterogeneity. The fundamental properties can thus differ along depth and laterally in the film plane, depending on their relevant coupling length scales. The entire properties may be characterized by interface properties and/or the depth-varying properties of the individual constituent layers, and lateral inhomogeneity as well. It is a challenge to investigate both depth-varying properties and lateral heterogeneity in such heteromagnetic nanostructures. In this talk, soft x-ray magneto-optical effect as a nanometer scale probe of a variety of heteromagnetic structures is presented and its related noble techniques are introduced. For instances, magnetization vector imaging to investigate vector spin configurations in the film plane is presented, as well as the Kerr rotation, ellipticity, and intensity measurements as a depth sensitive probe on the atomic scales.

• 한국자기학회지
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• 제14권3호
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• pp.89-94
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• 2004

본 연구에서는 InP(2${\times}$4) 재구성된 표면 위에 원자층 단위로 증착된 Co 박막의 특성을 표면 자기광 커 효과(surface magneto-optical Kerr effect, SMOKE) 시스템, 반사 고에너지 전자 회절(reflection high energy electron diffraction), 주사 터널링 현미경(scanning tunneling microscope)이 장착된 초고진공 챔버를 이용하여 조사하였다. 실시간(in situ) SMOKE 연구 결과, Co 박막이 InP(2${\times}$4) 재구성된 표면 위에 성장할 때, Co박막의 두께에 따라 자성 특성이 대조적으로 구분되는 세 가지 두께 영역이 존재함을 확인할 수 있었다. 즉, Co 박막 두께가 7 단층(monolayer, ML)보다 작은 두께 영역에서는 가로 방향(longitudinal)과 수직방향(polar) 측정에서 모두 SMOKE신호를 관찰할 수 없었다. 8$m\ell$에서 15$m\ell$까지의 Co두께 영역에서는 수평 자기 이방성과 수직 자기 이방성이 공존하는 준안정상(metastable phase)을 관찰할 수 있었다. 그리고 마지막 영역은 16$m\ell$이상의 두께를 갖는 영역으로 수평 자기 이방 강자성을 확인할 수 있었다.