Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2011.02a
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pp.60-60
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2011
Giant magnetoresistance (GMR), tunneling magnetoresistance (TMR), and magnetic random-access memory (MRAM) are currently active research areas in spintronics. The high magnetoresistance and the high spin polarization (P) of electrons in the ferromagnetic electrodes of tunnel junction or intermediate layers are required. Magnetite, Fe3O4, is predicted to possess as half-metallic nature, P ~ 100% spin polarization, and has a high Curie temperature (TC~850 K). Experiments demonstrated that the P~($80{\pm}5$)%, ~($60{\pm}5$)%, and ~40-55% for epitaxial (111), (110) and (001)-oriented Fe3O4 thin films, respectively. Epitaxial Fe3O4 films may enable us to investigate the effects of half metals on the spin transport without grain-boundary scattering.In addition, it has been reported that the Verwey transition (TV, a first order metal-insulator transition) of 120 K in bulk Fe3O4 is strongly affected by many parameters such as stoichiometry and stress, etc. Here we report that the growth modes, magnetism and transport properties of Fe3O4 thin films were strongly dependent on the oxygen pressure during film growth. The average roughness decreases from 1.021 to 0.263 nm for the oxygen pressure increase from $2.3{\times}10-7$ to $8.2{\times}10^{-6}$ Torr, respectively. The 120 K Verwey transition in Fe3O4 was disappeared for the sample grown under high oxygen pressure.
GMR 재료의 응용은 매우 광범위하며 크게 세 분야로 대별할 수 있다. 첫째는 자기 재생 헤드로서 $10Gbit/in^2$ 이상의 고밀도 자기기록 기술에서는 필수 불가결한 재료이다. 둘째는 다양한 분야에 응용될 고감도 자기센서 분야이며, 셋째는 집접화된 자기저항메모리(MRAM) 분야이다. GMR 센서를 사용한 자기헤드는 이미 시판되고 있고 기존의 AMR 재료인 퍼멀로이에 비하여 3~20배 이상으로 신호준위가 크고 사용온도 범위에서 선형성 및 열적안정성도 우수한 것으로 보고되고 있다. MRAM의 경우에는 스핀밸브 GMR 및 TMR 소자를 사용한 연구가 한창 진행중이다. GMR 현상은 발견 된지 고작 10년 밖에 되지 않았으나 GMR 자기센서는 이미 상업적으로 개발되어 응용되고 있다. 이러한 실질적인 응용에 유리한 고지를 선점하고 있는 것은 이방성결합형 스핀밸브 다층박막 구조로서 그 내구성과 특성 향상을 위한 연구가 다양하게 시도되고 있다. GMR현상의 발견은 자성재료분야 연구 및 응용에 있어 새로운 전기를 마련하였으며 특히 자성과 이동현상이 연계된 분야로서 소위 "Magneto-electronics" 또는 "Spintronics" 라는 [51] 새로운 미래기술의 장이 열리고 있다. 현재의 반도체 중심의 "Microelectronics" 기술에서는 전자와 전자공공을 이용하는 기술이라면 "Magneto-electronics" 기술에서는 스핀${\uparrow}$ 및 스핀${\downarrow}$의 두 종류의 전자를 이용하게 된다. 자성체와 도체를 접목한 스핀 트랜지스터 또는 자성체와 반도체를 접목한 스핀-polarized FET(field effect transistor) 등의 새로운 개념의 magnetoelectronics 소자가 창출되고 있다. 따라서 자기이동 현상의 기초 연구, 재료 측면의 연구 및 헤드, MRAM, 센서 등의 응용기술연구가 국내에서 활발하게 이루어져 21세기 새로운 자성전자(magneto-electronics)소자 응용에 경쟁력을 키워야 할 것이다.
Kim, Hyo-Jin;Kim, Hyoun-Soo;Kim, Do-Jin;Ihm, Young-Eon;Choo, Woong-Kil;Hwang, Chan-Yong
Journal of Magnetics
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v.12
no.4
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pp.144-148
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2007
We report on the observation of p-type conductivity and ferromagnetism in diluted magnetic semiconductor $(Zn_{0.97}Mg_{0.01}Mn_{0.02})O:P$ films grown on $SiO_2/Si$ substrates by pulsed laser deposition. The p-type conduction with hole concentration over $10^{18}cm^{-3}$ is obtained by codoping of Mg and P followed by rapid thermal annealing in an $O_2$ atmosphere. Structural and compositional analyses for the p-type $(Zn_{0.97}Mg_{0.01}Mn_{0.02})O:P$ films annealed at $800^{\circ}C$ indicates that highly c-axis oriented homogeneous films were grown without any detectable formation of secondary phases. The films were found to be transparent in the visible range. The magnetic measurements clearly revealed an enhancement of room temperature ferromagnetism by p-type doping.
Many people have wondered that a job could be reduced greatly due to the automation by artificial intelligence and labor replacement by robot, drone, and autonomous car in the era of the $4^{th}$ industrial revolution. In this article, many foreign and domestic reports on the change of future employment were collected and discussed. And the optimistic and pessimistic prospects on employment in worldwide and domestic levels were listed and analysed.
Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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v.26
no.1
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pp.64-67
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2013
$Fe_3O_4$(magnetite) having half metallic property attracts great attention material with high curie temperature in spintronics. $Fe_3O_4$ thin films and nanowires were grown onto c-$Al_2O_3$(0001) at various substrate temperatures. $Fe_3O_4$ films deposited from 300 to $600^{\circ}C$ are influenced by thermal stress induced from mismatch of thermal expansion coefficient between $Fe_3O_4$ and $Al_2O_3$ (0001) substrate. The $Fe_3O_4$ nanowires grown at $640^{\circ}C$ showed a diameter of 130 nm and a length of $2-10{\mu}m$. The nanowire arrays fabricated by pulsed laser deposition technique have high coercivity($H_c$) of 608 Oe and Squareness($M_r/M_s$) of 0.68 in perpendicular direction.
Recently, there have been considerable interests in various thin film growth techniques with atomically controllable thickness. Among them, atomically controlled pulsed laser deposition (PLD) technique is quite popular. We have developed advanced thin film growth technique using PLD and Reflection high energy electron diffraction (RHEED). Using the technique, the growth of oxide thin films with the precisely controllable thickness has been demonstrated. In addition, our technique can be applied to high quality thin film growth with minimal defect and bulk chemical composition. In this paper, our recent progresses as well as the current research trend on oxide thin films will be summarized.
K. Suwab, a chairman of the World Economic Forum (WEF), reported the emerging of the $4^{th}$ industrial revolution by the convergence of artificial intelligence and robot as well as the fusion of true and virtual reality in the WEF 2016. He suggested the $4^{th}$ industrial revolution would change greatly the paradigm of industry and society in the future, and damage the security and quality of the human job severely. In this review the argument of terminology, the impacts on economics, industry technologies and jobs by the $4^{th}$ industrial revolution have been discussed. And the role of magnetics on the 2-4th industrial revolutions was reviewed briefly.
The electrical, optical and structural properties of ZnNiO thin _ films deposited on Si substrates using rf-magnetron sputtering method have been investigated before and after the thermal annealing processes. The crystallinity of the ZnNiO thin film become degraded with increasing the Ni contents. This is mainly because the lattice of the thin film was expanded due to the oxygen-deficient conditions. Concerning the electrical properties of the thin film, the carrier concentration increases ($6.81\times10^{14}\textrm{cm}^{-2}$) and Hall mobility decreases (36.3 $\textrm{cm}^2$/Vㆍs) with higher doping concentration of Ni. However, the carrier concentration and Hall mobility became low ($1.10\times10^{14}\textrm{cm}^2$ and high (209.6 $\textrm{cm}^2$/Vㆍs), respectively, after the thermal annealing process at $1000 ^{\circ}C$. We also observed a strong luminescene center peaking at 546 nm in photoluminescence spectra, which was caused by a deep level center in the ZnO band gap with oxygen deficient ZnNiO structure.
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2010.02a
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pp.168-168
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2010
InAs는 0.35eV의 낮은 밴드갭을 가지며 상온에서 약 $30,000cm^2/Vs$의 높은 전자이동도를 보여, GaAs/AlGaAs 및 InGaAs/InP 2DEG HEMT에 이은 차세대 초고속 전자소자의 2DEG용 물질로 각광을 받고 있다. 그러나 InAs의 격자상수는 약 0.61nm로 이에 적절한 반절연기판을 구할수 없어, GaAs상에 Al(Ga)Sb를 이용하여 성장하는 방법으로 2DEG을 실현하고 있다. 상기 방법으로 상온에서 ${\sim}30,000cm^2/Vs$ 전자이동도를 보이는 InAs/AlSb 2DEG HEMT 소자를 여러 연구팀에서 시현하였으나, 실제적으로 응용하기 위해서 etch-stop층 또는 contact층의 제작이 용이치 않아 실제의 회로구현에는 어려움을 격고 있다. 이에 InGaAs/InP 2DEG내에 InAs를 넣어 InAs 2DEG을 제작하는 방법이 NTT[1]에 의해 제안되어, SPINTRONICS등의 InAs 2DEG이 필요한 곳에 응용되고 있다. [2] 본 발표에서는 고품질의 InAs 2DEG을 실현하기 위해, 다양한 성장 변수 (온도, As 분압, 성장 시퀀스, InAs층의 두께등)와 2DEG의 전기적특성간의 관계를 발표한다. 최종적으로 상온전자이동도 ${\sim}12,000cm^2/Vs$의 InAs 2DEG을 제작할수 있었으며, 이를 다양한 전자소자에 차후 응용할 예정이다.
The electronic structures, magnetic properties and half-metallicity in $Zr_2RuZ$ (Z = Ga, In, Tl, Ge, Sn, and Pb) alloys with $AlCu_2Mn-$ and $CuHg_2Ti$-type structures were investigated using first-principles density functional theory (DFT) calculations. The calculations showed that $Zr_2RuIn$, $Zr_2RuTl$, $Zr_2RuSn$, and $Zr_2RuPb$ compounds with $CuHg_2Ti$-type structures were half-metallic ferromagnets with half-metallic band gaps of 0.18, 0.24, 0.22, and 0.27 eV, respectively. The half-metallicity originated from d-d and covalent hybridizations between the transition metals Zr and Ru. The total magnetic moments of the $Zr_2RuZ$ (Z = In, Tl, Sn, and Pb) compounds with $CuHg_2Ti$-type structures were integer values of $1{\mu}B$ and $2{\mu}B$, which is in agreement with Slater-Pauling rule ($M_{tot}=Z_{tot}-18$). Among these compounds, $Zr_2RuIn$ and $Zr_2RuTl$ were half-metals over relatively wide regions of the lattice constants, indicating that these two new Heusler alloys are ideal candidates for use in spintronic devices.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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