• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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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.

• Journal of Magnetics
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• v.14 no.1
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• pp.36-41
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• 2009

Magneto-optical Kerr effect (MOKE) magnetometry was used to investigate magnetization reversal dynamics in 30-nm NiFe/15-nm FeMn, 15-nm FeMn/30-nm CoFe bilayers, and 30-nm NiFe/(2,10)-nm FeMn/30-nm CoFe trilayers. The in-plane magnetization components of each ferromagnetic layer, both parallel and perpendicular to the applied field, were separately determined by measuring the longitudinal and transverse MOKE hysteresis loops from both the front and back sides of the film for an oblique incident s-polarized beam. The magnetization of the FeMn/CoFe bilayer was reversed abruptly and symmetrically through nucleation and domain wall propagation, while that of the NiFe/FeMn bilayer was reversed asymmetrically with a dominant rotation. In the NiFe/FeMn/CoFe trilayers, the magnetic reversal of the two ferromagnetic layers proceeded via nucleation and domain wall propagation for 2-nm FeMn, but via asymmetric rotation for 10-nm FeMn. The exchange-biased ferromagnetic layers showed the magnetization reversal along the same path in the film plane for the decreasing and increasing field branches from transverse MOKE hysteresis loops, which can be qualitatively explained by the theoretical model of the exchange-biased ferromagnetic/antiferromagnetic systems.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.21 no.6
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• pp.204-207
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• 2011

We developed a time-resolved magneto-optical Kerr effect microscope system to investigate ultrafast magnetization dynamics. Based on the pump-probe method, 0.1-ps time resolution was achieved by use of a fs Ti:Sapphire laser. The magnetization dynamics was then measured on Pt/Co/Pt thin films with various Co thicknesses. All the samples exhibited ultrafast demagnetization within a few ps by direct heating of pump laser. Some thicker samples showed precessional motion of magnetization, from which the Gilbert damping constant was determined based on the Landau-Lifshitz-Gilbert equation.