학회활동

편집부(편집자) 한국자기학회 1992 韓國磁氣學會誌 Vol.2 No.2

사단법인 한국자기학회 정관 외

편집부(편집자) 한국자기학회 1991 韓國磁氣學會誌 Vol.1 No.1

Capping층 재료에 따른 CoFeB/MgO/CoFeB 자기터널접합의 미세구조와 자기저항 특성

정하창,이성래,Chung, Ha-Chang,Lee, Seong-Rae 한국자기학회 2007 韓國磁氣學會誌 Vol.17 No.4

본 연구에서는 CoFeB/MgO/CoFeB 구조를 가지는 자기터널접합에서 capping층 재료의 종류와 열처리 시간에 따른 비정질 top CoFeB 자성층의 결정화 상태 및 자기터널접합의 자기적 특성 변화에 대한 연구결과를 비교 분석 하였다. Hcp(Hexagonal close-packed)의 결정구조를 가지는 Ru(002)를 capping층 재료로 사용한 자기터널접합 박막의 경우에는 열처리 이후 Ru과 인접한 부분의 top CoFeB이 bcc-CoFe(110)로 성장하는 반면, TiAl과 ZrAl을 capping층 재료로 사용한 자기터널접합의 경우는 열처리 이후 top CoFeB이 MgO와 epitaxial하게 bcc-CoFe(002)로 결정성장 하였다. 이로 인해 Ru을 사용한 자기터널접합의 터널자기 저항비(46.7%)보다 약 1.5배 높은 터널자기저항비(TiAl: 71.8%, ZrAl: 72.7%)를 나타내었다. We investigated the effects of the capping layer materials on the crystallization of the amorphous top-CoFeB (t-CoFeB) electrode and the magnetoresistance properties of the magnetic tunnel junctions (MTJs). When the hcp(002)-textured Ru capping layer was used, the amorphous t-CoFeB was crystallized to bcc-CoFe(110). The CoFe(110)/Ru(002) texture relation can be minimized the lattice mismatch down to 5.6%. However, when the fine polycrystalline but almost amorphous TiAl or amorphous ZrAl were used, the amorphous t-CoFeB was crystallized to bcc-CoFe(002). When the amorphous capping materials were used, the evolution of the t-CoFeB texture was affected mainly by the MgO(001) texture. Consequently, the M ratios of the annealed MTJ capped with the ZrAl and TiAl (72.7 and 71.8%) are relatively higher than that of the MTJ with Ru capping layer (46.7%). In conclusions, the texture evolution of the amorphous t-CoFeB during the post deposition annealing could be controlled by the crystallinity of the adjacent capping layer and in turn, it affects the TMR ratio of MTJs.

ZrO₂ - Y₂O₃ (YSZ) 중간층이 저 자장영역에서의 LSMO 박막의 자기저항 특성에 미치는 영향

심인보(In-Bo Shim),오영제(Young-Jei Oh),최세영(Se-Young Choi) 한국자기학회 1999 韓國磁氣學會誌 Vol.9 No.6

Water-based sol-gel법으로 La_(2/3)Sr_(1/3)MnO₃(LSMO)/YSZ/SiO₂/Si(100) 다결정체 박막을 제조하여 YSZ 중간층 도입에 따른 상온, 120 Oe의 저 자장영역에서 측정한 tunnel-type 자기저항 변화에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. 페롭스카이트 단일상을 갖는 미세한 LSMO 박막을 얻을 수 있었으며, YSZ 중간층을 도입하지 않은 박막의 자기저항 변화비는 최대 약 0.20 %이었으나, YSZ 중간층을 도입한 경우 자기저항비가 0.42 %로 증가하였다. 이러한 tunnel-type 자기저항의 증가 현상은 YSZ 중간층이 SiO₂/Si(100) 기판과 La_(2/3)Sr_(1/3)MnO₃ 자성박막 사이에서 확산 장벽층으로서의 역할을 수행하여 LSMO 박막의 미세구조 특성 향상 및 확산반응에 의하여 생성된 dead layer를 감소시켜 나타난 결과이다. La_(2/3)Sr_(1/3)MnO₃(LSMO)/YSZ/SiO₂/Si(100) polycrystalline thin films were fabricated by chelated sol-gel method The effect of YSZ buffer layer at low field (120 Oe) spin-polarized tunneling magnetotransport (TMR) properties of LSMO thin film was studied at room temperature. Single perovskite LSMO thin films was obtained. The maximum TMR ratio was increased from 0.2 to 0.42 % by the insertion of YSZ buffer. YSZ as diffusion barrier was attributed to the fine microstructure of LSMO thin films and the reduction of dead layer between LSMO and SiO₂/Si(100) interfaces.

COVID-19 면역치료제용 항-CD3 단클론항체와 자성나노입자 접합체 개발 및 자기적 특성 연구

최유경,최상헌,이보람,이현숙,이상석 한국자기학회 2021 한국자기학회 학술연구발표회 논문개요집 Vol.31 No.1

이전에는 정맥으로 전달되는 면역치료제용으로 항-CD3 단클론항체가 부정적인 부작용으로 알려져 있다. 본 연구에서는 최적의 조건에서 자성나노입자에 접합된 항-CD3 단클론항체의 정제 전달을 위한 마이크로니들형 패치 개발에 필요한 연구 기반 기술을 확보하고 치료 효능 결과를 얻는다. 궁극적으로 연구목표는 피부에 붙이는 마이크로 니들 패치를 통해 자성나노입자에 접합된 항-CD3 단클론항체의 국소 면역치료 약물전달를 사용하여 과도한 T 세포 활성화를 억제하여 사이토카인의 과잉분비를 제어함으로써 COVID-19로 인한 사망률을 줄이는 것이다. 실험방법으로는, 최적의 액상 생산을 위한 조건은 항-CD3 단클론항체와 자성나노입자의 Fc 지향적 접합으로부터 유도한다. 항-CD3 단클론항체는 SiteClick 항체 라벨링 키트를 사용하여 자성나노입자와의 접합을 위해 준비하였다. Fig. 1에서 보인 바와 같이 일단 접합되면, 항-CD3 단클론항체와 자성나노입자혼합물의 자기적 특성이 액상의 최적화를 위해 분석하였다. 또한 항- CD3 단클론항체와 자성나노입자의 성공적인 접합의 자기적 물성은 초상자성체 자성비드와 자성나노입자들의 크기와 분포에 따른 자기저항 특성으로 조사하였다. 부피 10 μl 만큼 들어가는 플라스틱 수조 중앙에 2개의 원통형 Cu 전극 그리고 균일한 외부자기장이 Cu 전극 두 면 사이 공간을 가로지르게 인가하도록 측정장치를 제작하였다. 1 mm 공간 내 존재하는 크기가 다른 입자들이 분포가 되도록 CD3 단클론항체와 자성나노입자가 접합한 용액을 통과하는 외부자기장 세기에 따라 측정한 전압곡선로부터 얻은 최저 자기저항값, 자기저항비, 그리고 용액보자력을 비교하였다. 이후 비임상 동물실험을 통해 정맥주사를 통한 직접 약물전달과 마이크로니들 패치를 통한 간접 약물전달 전과 후 차이의 효과를 림프관내 프리모관의 형태학적 변화를 관찰하였다. 다음으로, 항-CD3 단클론항체-자성나노입자 처리 패치에 의한 T-세포 (CD3) 활성화의 억제를 통한 IFN-γ 및 인터루킨 분비 감소를 확인하기 위한 토끼 동물 혈장을 조사하는ELISA 실험도 진행된다. 동물의 대정맥에서 혈청 샘플을 추출하여 과도한 염증성 사이토카인분비의 주산물 중 하나 인 IFN-ɣ의 양과 인터루킨 분비의 변화를 확인하는 토끼와 마우스 동물 실험을 실시한다. T-세포의 과잉 활성화 억제를 위해 항-CD3 단클론항체-자성나노입자들을 혈액으로 전달하는 필름형 마이크로니들 패치 기술을 적용하여 피부로 통과되는 액상의 양이 조절되도록 펄스형 자기장 자극을 가한다. 또한 혈액으로 들어간 항-CD3 단클론항체-자성나노입자들을 상체의 부분에 자성패드를 붙여서 효율성을 높인다.

Top형 스핀밸브구조에서 반강자성체 두께 변화에 따른 자기적 특성 연구

김상윤,고훈,최경호,이창우,김지원,조순철,Kim, Sang-Yoon,Ko, Hoon,Choi, Kyoung-Ho,Lee, Chang-Woo,Kim, Ji-Won,Jo, Soon-Chul 한국자기학회 2007 韓國磁氣學會誌 Vol.17 No.1

본 연구에서는 하지층으로 Mo을 사용한 스핀밸브구조에서 반강자성체 IrMn의 두께 변화에 따른 자기적 특성을 연구하였다. 사용된 스핀밸브는 Si기판/$SiO_2/Mo(17\;{\AA})NiFe(21\;{\AA})/CoFe(28\;{\AA})/Cu(22\;{\AA})/CoFe(18\;{\AA})/IrMn(t\;{\AA})/Ta(25\;{\AA})$ 구조이다. Mo 박막의 비저항은 $600^{\circ}C$에서 $650^{\circ}C$ 열처리 후 급격히 증가하였다. 반강자성체인 IrMn의 두께 변화(130 ${\AA}$까지)에 따른 자기저항비와 교환결합력을 측정하였다. IrMn의 두께가 65 ${\AA}$ 일때 자기저항비와 교환결합력은 9.65%와 337.5 Oe로 최고값을 나타냈다. 그러나 두께를 더욱 증가시킨 97.5 ${\AA}$ 일때 자기저항비와 교환결합력은 8.2%와 285 Oe로 감소하였으며, IrMn의 두께가 130 ${\AA}$ 일때 자기저항비와 교환결합력은 더욱 감소한 7.65%와 257.5 Oe이었다. In this research, magnetic properties of spin valve structures using IrMn layers as antiferromagnetic were studied depending on the thickness of the pinned layer. The spin valve structure was Si substrate/$SiO_2(2,000\;{\AA})/Mo(17\;{\AA})NiFe(21\;{\AA})/CoFe(28\;{\AA})/Cu(22\;{\AA})/CoFe(18\;{\AA})/IrMn(t\;{\AA})/Ta(25\;{\AA})$. Also, Mo film was deposited on Si substrates and the thermal annealing effect was analyzed. The resistivity of the Mo film was increased as an annealing temperature was increased up to $600^{\circ}C$. The variations of MR ratio were related with magnetic exchange coupling field of the spin valve structures for various IrMn pinned layer thickness up to 130 ${\AA}$. MR ratio and $H_{ex}$ of spin valves was about 9.05% and 277.5 Oe when the thickness of the IrMn pinned layer was $32.5\;{\AA}(t=32.5\;{\AA})$. It was increased to 9.65% and 337.5 Oe for $t=65\;{\AA}$. For $t=97.5\;{\AA}$, the MR ratio and Hex decreased to 8.2% and 285 Oe, and further decrease was observed up to $t=130\;{\AA}$.

Top형 스핀밸브 구조의 Si 기판에서의 하지층 두께에 따른 자기저항 특성 연구

고훈,김상윤,김수인,이창우,김지원,조순철,Ko, Hoon,Kim, Sang-Yoon,Kim, Soo-In,Lee, Chang-Woo,Kim, Ji-Won,Jo, Soon-Chul 한국자기학회 2007 韓國磁氣學會誌 Vol.17 No.2

본 연구에서는 하지층으로 사용한 Mo(MoN)의 두께 변화에 따른 스핀밸브 구조의 자기적 특성과 열처리 결과를 비교 검토하였다. 사용된 스핀밸브는 Si 기판/Mo(MoN)$(t{\AA})/NiFe(21{\AA})/CoFe(28{\AA})/Cu(22{\AA})/CoFe(18{\AA})/IrMn(65{\AA})/Ta(25{\AA})$ 구조이다. 또한 본 연구에서는 MoN 하지층을 Si 기판에 증착하여 열처리후 특성을 분석하였다. Mo 박막에 비해 MoN 박막의 질소량이 증가할수록 증착률은 감소하였고, 비저항은 증가하였다. MoN 하지층을 사용한 경우 Mo의 경우보다 하지층 두께 변화($51{\AA}$까지)에 따라 자기저항비와 교환결합력의 변화는 소폭이었다. Mo 하지층의 열처리 온도별 자기저항비는 열처리 전 상온에서 2.86% 이었고, $200^{\circ}C$ 열처리 때 2.91 %로 증가하였다. 이후 열처리 온도를 $300^{\circ}C$까지 증가시키면 자기저항비는 2.91 %에서 2.16%로 감소하였다. 질소 유입량이 1 sccm인 MoN의 열처리 온도별 자기저항비는 열처리 전 상온에서 5.27%, $200^{\circ}C$일때 5.56%증가하였다. 이후 열처리 온도를 $300^{\circ}C$까지 증가시키면 자기저항비는 5.56%에서 4.9%로 감소하였다. In this paper, the magnetic properties and the annealing behavior of spin valve structures with Mo(MoN) underlayers were studied for various underlayer thickness. The spin valve structure was Si substrate/Mo(MoN)$(t{\AA})/NiFe(21{\AA})/CoFe(28{\AA})/Cu(22{\AA})/CoFe(18{\AA})/IrMn(65{\AA})/Ta(25 {\AA})$. Mo and MoN films were deposited on Si substrates and their thermal annealing behavior was analyzed. The deposition rate of the MoN thin film was decreased and tile resistivity of the MoN thin films were increased as the $N_2$ gas flow was increased. The variations of MR ratio and magnetic exchange coupling field of spin valve structure were smaller with MoN underlayers than that with Mo underlayers up to thickness of $51{\AA}$. MR ratio of spin valves with Mo underlayers was 2.86% at room temperature and increased up to 2.91 % after annealing at $200^{\circ}C$. Upon annealing at $300^{\circ}C$, the MR ratio decreased about 2.16%. The MR ratio of spin valves structure with MoN underlayers for $N_2$ gas flow 1 sccm was 5.27% at room temperature and increased up to 5.56% after annealing at $200^{\circ}C$. Upon annealing at $300^{\circ}C$, the MR ratio decreased about 4.9%.

엑스선 공명 자기 산란을 이용한 자성 다층박막 및 나노 구조체의 자기 구조와 자기 스위칭 메커니즘의 연구

이동렬(Dong Ryeol Lee) 한국자기학회 2010 韓國磁氣學會誌 Vol.20 No.4

X-ray resonant magnetic scattering (XRMS) allows us to extract magnetic depth profiles in magnetic multilayers and magnetization distribution in magnetic nanostructures in element-specific manner using x-ray reflectivity and diffraction. XRMS is explained with a brief introduction and examples of magnetic structures and magnetic switching mechanism in magnetic multilayers and nanostructures.

분자선 증착법에 의해 성장한 MnTe 박막의 자기적 및 전기수송 특성

김우철,배성환,김삼진,김철성,김광주,윤정범,정명화,Kim, Woo-Chul,Bae, Sung-Whan,Kim, Sam-Jin,Kim, Chul-Sung,Kim, Kwang-Joo,Yoon, Jung-Bum,Jung, Myung-Hwa 한국자기학회 2007 韓國磁氣學會誌 Vol.17 No.2

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. MnTe layers of high crystalline quality were successfully grown on Si(100) : B and Si(111) substrates by molecular beam epitaxy (MBE). Under tellurium-rich condition and the substrate temperature around $400^{\circ}C$, a layer thickness of $700{\AA}$ could be easily obtained with the growth rate of $1.1 {\AA}/s$. We investigated the structural, magnetic and transport properties of MnTe layers by using x-ray diffraction (XRD), superconducting quantum interference device (SQUID) magnetometry, and physical properties measurement system (PPMS). Characterization of MnTe layers on Si(100) : B and Si(111) substrates by XRD revealed a hexagonal structure of polycrystals with lattice parameters, ${\alpha}=4.143{\pm}0.001{\AA}\;and\;c=6.707{\pm}0.001{\AA}$. Investigation of magnetic and transport properties of MnTe films showed anomalies unlike antiferromagnetic powder MnTe. The temperature dependence of the magnetization data taken in zero-field-tooling (ZFC) and field-cooling (FC) conditions indicates three magnetic transitions at around 21, 49, and 210 K as well as the great irreversibility between ZFC and FC magnetization in the films. These anomalies are attributable to a magnetic-elastic coupling in the films. Magnetization measurements indicate ferromagnetic behaviour with hysteresis loops at 5 and 300 K for MnTe polycrystalline film. The coercivity ($H_c$) values at 5 and 300 K are 55 and 44 Oe, respectively. In electro-transport measurements, the temperature dependence of resistivity revealed a noticeable semiconducting behaviours and showed conduction via Mott variable range hopping at low temperatures.

어레이 IrMn 스핀밸브 소자의 자기저항특성 연구

안명천,최상대,주호완,김기왕,황도근,이장로,이상석,Ahn, M.C.,Choi, S.D.,Joo, H.W.,Kim, G.W.,Hwang, D.G.,Rhee, J.R.,Lee, S.S. 한국자기학회 2007 韓國磁氣學會誌 Vol.17 No.4

어레이(away) 자성센서 개발을 위해 고진공 스퍼터링 증착장비를 이용하여 스펙큘러형(specular type) Glass/Ta(5)/NiFe(7)/IrMn(10)/NiFe(5)/$O_2$/CoFe(5)/Cu(2.6)/CoFe(5)/$O_2$/NiFe(7)/Ta(5)(nm) 거대자기저항-스핀밸브(giant magnetoresistive-spin valves; CMR-SV)박막을 제작하였다. 다층박막 시료를 $20{\times}80{\mu}m^2$의 미세 활성영역을 가진 15개 어레이를 $8{\times}8mm^2$ 영역 내에 최적화한 제작 조건으로 광 리소그래피 패터닝 하였다. Cu를 증착하여 만든 2단자 전극법으로 측정한 자성특성은 15개 모든 소자들이 균일한 자기저항특성을 나타내었고, 5 Oe 근방에서 가장 민감한 자기저항비 자장민감도와 출력전압들은 각각 0.5%/Oe, ${\triangle}$V: 3.9 mV이었다. 형상자기이방성이 적용된 상부 자유층 $CoFe/O_2/NiFe$층은 하부 고정 자성층 $IrMn/NiFe/O_2/CoFe$층 자화 용이축과 직교하였다. 측정시 인가전류 값을 각각 1 mA에서 10 mA까지 인가하였을 때 출력 작동 전압 값은 균일하게 증가하였으며, 자장감응도도 거의 일정하여 미세 외부자장에 민감한 나노자성소자로서 좋은 특성을 띠었다. To develop array magnetic sensors, specular-type giant magnetoresistive- spin valve (GMR-SV) film of Glass/Ta(5)MiFe(7)/IrMn(10)NiFe(5)/$O_2$/CoFe(5)/Cu(2.6)/CoFe(5)/$O_2$/NiFe(7)/Ta(5)(nm) was deposited by using a high-vacuum sputtering system. One of 15 way sensors in the area of $8{\times}8mm^2$ was Patterned a size of $20{\times}80{\mu}m^2$ in multilayer sample by Photo-lithography. All of 15 sensors with Cu electrodes were measured a uniform magnetic properties by 2-probe method. The highest magnetic sensitivity of MR and output voltage measured nearby an external magnetic field of 5 Oe were MS = 0.5%/Oe and ${\triangle}$V= 3.0 mV, respectively. An easy-axis of top-free layers of $CoFe/O_2/NiFe$ with shape anisotropy was perpendicular to one of bottom-pinned layers $IrMn/NiFe/O_2/CoFe$. When the sensing current increased from 1 mA to 10 mA, the output working voltage uniformly increased and the magnetic sensitivity was almost stable to use the nano-magnetic devices with good sensitive properties.