• 제목/요약/키워드: thin film magnetism

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Development of SMOKE system and study on magnetic properties of ultra-thin film

  • Min, H.G.;Byun, D.H.;Kim, S.H.;Park, C.Y.;Kim, J.H.;Kim, J.S.
    • Journal of Korean Vacuum Science & Technology
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    • 제3권2호
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    • pp.134-138
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    • 1999
  • We have setup a compact and useful in-situ SMOKE system in order to study surface magnetism of ultra-thin films. Since the longitudinal or polar magnetic fields can be applied to the sample by just rotating the sample manipulator, It is very simple to take hysteresis curve for in-plane or polar surface magnetism. The SMOKE system was tested by investigating the surface magnetism of ultra-thin Co film deposited on Pt(111) surface.

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버퍼층 Ta에 의존하는 코네틱 박막의 연자성 자기저항 특성 (Soft Magnetoresistive Properties of Conetic Thin Film Depending on Ta Buffer Layer)

  • 최종구;황도근;이상석;최진협;이기암;이장로
    • 한국자기학회지
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    • 제19권6호
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    • pp.197-202
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    • 2009
  • 코닝유리(Corning glass) 기판 위에 이온빔 증착법으로 제작한 버퍼(Ta)/코네틱(Conetic; NiFeCuMo) 박막에 대해 버퍼층에 의존하는 결정성장과 열처리 효과를 조사하였다. 또한 코네틱층을 증착할 때에 인가한 자기장 방향으로 용이축과 곤란축의 자기저항 곡선으로부터 얻은 보자력과 포화자기장값을 버퍼층 유무에 따라 서로 비교하였다. Ta 박막의 두께가 5 nm이고 코네틱 박막의 두께가 50 nm일 때에 보자력은 0.12 Oe으로 작았으며, MH 히스테리시스 곡선에서 얻은 자화율($\chi$)은 1.2 ${\times}\;10^4$으로 우수한 연자성의 특성을 가졌다. 저자기장에 민감한 거대자기저항 스핀밸브(GMR-SV; giant magneoresistance-spin valve)나 자기터널링접합(MTJ; megnetic tunnel junction) 박막구조에서 자유층으로 연자성의 특성이 우수한 코네틱 박막을 사용할 수 있는 가능성을 확인하였다.

Pd(111) 박막의 자성: 제일원리계산 (Magnetism of Pd(111) Thin Films: A First-principles Calculation)

  • 홍순철
    • 한국자기학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.1-6
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    • 2016
  • Pd은 단일 원소 금속 중에서 자기 감수율이 가장 크고 외부 환경에 따라 강자성 특성을 보이기도 한다. 본 논문은 자성 연구에 가장 적합한 FLAPW 방법을 사용하여 5-ML과 9-ML Pd(111) 박막의 자성을 계산하였다. 전자간 교환-상관 상호작용을 고려하기 위해 LDA와 GGA를 도입하여 두 계산 결과를 비교하였다. LDA 계산은 덩치 Pd이 상자성 상태가 바닥 상태임을 예측하여 실험과 일치하는 반면, GGA 계산은 덩치 Pd이 강자성을 갖는 것으로 잘못 예측하여 Pd 자성에 대해서는 LDA 계산이 더 신뢰할 수 있음을 알았다. 5-ML Pd(111) 박막에 대한 LDA 계산 결과에 의하면 상자성 상태가 바닥인 덩치 Pd과는 다르게 강자성 상태가 더 안정적이었다. 박막의 중앙에 위치한 Pd이 가장 큰 자기모멘트($0.273{\mu}_B$)를 가지며 중앙 Pd 층의 |m| = 1 상태가 덩치의 그것과 큰 차이가 있어 5-ML Pd(111) 박막의 강자성을 유발하는 데 주요 역할을 함을 알 수 있었다. 9-ML Pd(111) 박막은 상자성 상태가 강자성 상태에 비해 안정하였으나 두 상태 사이의 총에너지 차이가 거의 없고 유한한 자기모멘트를 안정적으로 가지는 것으로 계산되어 강자성 상태가 준 안정적임을 보였다.

Thin film magnetism

  • Willis, Roy F.
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 1996년도 제10회 학술발표회 논문개요집
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    • pp.119-119
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    • 1996
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CoFe 박막의 자성과 자기결정이방성에 대한 제일원리계산 (Magnetism and Magnetocrystalline Anisotropy of CoFe Thin Films: A First-principles Study)

  • 김은구;제갈소영;권오룡;홍순철
    • 한국자기학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.35-40
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    • 2014
  • 본 연구에서는 제일원리계산방법을 이용하여 스핀전달토크(Spin-Transfer Torque: STT) MRAM을 구현하는 데 적합한 물질로 알려진 CoFe 합금 박막의 자성과 자기결정이방성에 대해 계산하였다. CsCl 구조의 CoFe 합금 박막의 자기결정이방성을 계산하기 위해 교환-상관 퍼텐셜은 일반화 물매근사(general gradient approximation: GGA)를 사용하였으며 k-점은 $12{\times}12{\times}1$, 절단 에너지는 400 eV을 사용하였다. CoFe 합금 박막의 층수는 5층으로 하였고 박막 표면이 Co 원자인 경우와 Fe 원자인 경우에 $2.2{\AA}$에서 $3.2{\AA}$까지 범위에서 2차원 격자상수에 따른 박막의 총에너지를 계산하였다. 총에너지 계산 결과에 따르면 Co 표면의 CoFe 5층 박막의 총에너지는 $2.45{\AA}$$2.76{\AA}$의 두 2차원 격자상수에서 극소치를 가지는데 fcc 형 결정구조를 가지는 $2.45{\AA}$의 2차원 격자상수 박막이 bcc 형 결정구조를 가지는 $2.76{\AA}$ 2차원 격자상수 박막보다 약 160 meV 차이로 더 안정함을 알 수 있었다. 반면 Fe 표면의 CoFe 5층 박막은 상당히 복잡한 총에너지 계산 결과를 보여 주는데 이는 Fe 표면의 CoFe 5층 박막은 복잡한 자성 구조를 가지기 때문일 것으로 판단된다. $2.45{\AA}$의 Co 표면의 CoFe 5층 박막은 표면에 평행한 자기결정이방성을 가지는 반면, $2.76{\AA}$일 때는 표면에 수직한 자기결정이방성을 가지는 것으로 계산되었다.

Magnetism and Magnetocrystalline Anisotropy at fcc Fe (001) Surface

  • Yun, Won-Seok;Cha, Gi-Beom;Hong, Soon-Cheol
    • Journal of Magnetics
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    • 제13권4호
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    • pp.144-148
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    • 2008
  • The size and surface effects on the magnetism of a fcc Fe (001) surface was investigated by performing firstprinciples calculations on 3, 5, 7, and 9 monolayers fcc Fe (001) single slabs with two different two-dimensional lattice constants, ${\alpha}=3.44{\AA}$ (System I) and 3.65 ${\AA}$ (System II), using the all-electron full-potential linearized augmented plane wave method within a generalized gradient approximation. The surface layers were coupled ferromagnetically to the subsurface layer in both systems. However, the magnetism of the inner layers was quite different from each other. While all the inner layers of System II were ferromagnetically coupled in the same way as the surface layer, the inner layers of System I showed a peculiar magnetism, bilayer antiferromagnetism. The calculated spin magnetic moments per Fe atom were approximately 2.7 and 2.9 ${\mu}_B$ at the surface for Systems I and II, respectively, due to the almost occupied Fe d-state being in the majority spin state and band narrowing. The spin orientations of System I were out-of-plane regardless of its thickness, whereas the orientation of System II changed from out-of-plane to in-plane with increasing thickness.