구조적 상전이를 갖는 VO2 와 결합된 Co/Pt 박막에서 온도에 따른 자기이방성 변화

정원준,산토스 기미르,도중회 한국물리학회 2020 새물리 Vol.70 No.4

Fifty-nanometer thick (100) and (101) VO2 films were synthesized on C-plane and R-plane Al2O3 substrates using pulsed laser deposition. X-ray diffraction measurements suggested that the VO2 films with a root-mean-square roughness of 0.58 – 1.08 nm had good crystalline properties. The temperature dependence of the resistance for the VO2 films displayed a metal-insulator transition behavior at TMI= 325 – 350 K. Co/Pt multilayers with perpendicular magnetic anisotropy were deposited on (100) and (101) VO2 film by using DC sputtering, and their magnetic properties were monitored by using magneto-optic Kerr effect measurements. Although the VO2 has a structural transition from monoclinic to tetragonal at the TMI, the (100) VO2 plane seems to have opposite changes in the two in-plane lattice constants, so no net strain is induced in the neighboring Co/Pt film. On the other hand, the (101) VO2 with net changes in both in-plane lattice constants at the TMI presumably provides interfacial stress to the neighboring Co/Pt film thus, it induces a net magnetoelastic effect, which results in an increases in the coercive fields of 5 Oe along the easy axis and 200 Oe along the hard axis. 50 nm 두께를 갖는 (100) VO2 와 (101) VO2 박막을 각각 C-plane 과 R-plane 사파이어 기판 위에펄스레이저 증착법으로 제작하였다. X-선 회절실험으로 VO2 박막은 결정성이 우수함을 알 수 있었고표면형상 측정으로 표면 거칠기가 0.58 nm – 1.08 nm 정도임을 확인하였다. VO2 박막은 약 325 – 350 K 사이에서 금속-부도체 상전이를 보였다. 그리고 스퍼터링 (DC sputtering) 방법을 이용하여 VO2 박막 위에 수직 자기이방성을 갖는 Co/Pt 다층박막을 제작하고 자기-광 커 효과 측정을 통하여 Co/Pt 박막은 뚜렷한 수직 자기이방성을 가짐을 확인하였다. 구조적 상전이를 함에도 불구하고 (100) VO2 는평면 내에서 두 격자상수의 변형 효과가 상쇄되는 경향을 갖기 때문에 (100) VO2 와 결합된 Co/Pt 박막의보자력은 VO2 와 결합되지 않은 Co/Pt 박막과 비슷한 형태의 온도 의존성을 보였다. 반면, (101) VO2 는 이웃한 Co/Pt 박막에 알짜 경계면 변형력을 제공하기 때문에 자기탄성효과에 의해 보자력이 증가된 것으로 생각된다. 보자력은 자화용이축 방향으로 구조적 상전이 온도 근처에서 최대 약 5 Oe, 자화어려움축방향으로 약 200 Oe 정도 증가되는 것으로 보였다.

스텝-테라스 표면 형상을 갖는 CoFeB 박막의 자기적 특성

박연정,도중회 한국물리학회 2021 New Physics: Sae Mulli Vol.71 No.5

Co60Fe20B20 (CoFeB) films was prepared on a 3° mis-cut (0001) Al2O3 substrate by using DC Sputtering, and their magnetic properties were studied. An atomic force microscopy image showed that the CoFeB film had a step-terrace surface, and the magneto-optical Kerr effect measurement suggested that magnetic hysteresis had a clear difference for in-plane direction. CoFeB films had a magnetic easy axis along the longitudinal direction of the step-terrace, and the saturation magnetic field values were about 4.3 Oe for the easy-axis direction and about 48 Oe for the hard-axis direction, which is perpendicular to the step-terrace. CoFeB films had an uniaixal magnetic anisotropy with a period of 180° within the plane. The shape magnetic anisotropy energy in the step-terrace CoFeB film was roughly 2.5 times larger than a depsition magnetic anisotropy energy in a flat surface film. The surface morphology of the step-terrace was maintained up to a thickness of 50 nm, which was about 20 times the step-height, but the effect of the shape magnetic anisotropy decreased with increasing thickness. The direction dependent magnetic hysteresis behavior could be qualitativly explained by using a modified Stoner-Wohlfarth model. Co60Fe20B20 (CoFeB) 자성체 박막을 DC 스퍼터링 방법을 이용하여 3° 미스컷된 (0001) Al2O3 기판 위에 제작하여 표면 형상에 따른 형태 자기 이방성에 대해 연구하였다. CoFeB 박막의 원자 힘현미경 측정을 통해 스텝-테라스 형태의 표면 형상을 확인하였고, 자기-광 커 효과 측정을 통하여 평면내 자기장의 방향에 따라 자기이력곡선의 뚜렷한 차이를 확인하였다. CoFeB 박막의 자기 이력곡선은테라스 길이 방향으로 자화용이축이 형성되며 그 때 포화자기장의 값은 약 4.3 Oe이고, 테라스 길이방향에 대해 수직하게 자화곤란축이 형성되며 포화 자기장은 약 48 Oe이다. CoFeB 박막의 자화용이축과자화곤란축이 180° 주기로 반복되는 것을 보아 단축 자기 이방성을 갖는 것을 확인하였다. 스텝-테라스표면 형상의 CoFeB 박막에서 형태 자기 이방성 에너지는 평탄한 기판에 제작된 박막의 증착 과정에서생긴 자기 이방성 에너지 보다 약 2.5배 큼을 알 수 있었다. 테라스 높이의 약 20 배까지 CoFeB 박막의두께를 증가시켜도 스텝-테라스 형상을 유지 하였으나 형태 자기 이방성에 의한 효과는 감소하였다. 또한 측정방향에 따른 자기이력곡선은 수정된 Stoner-Wohlfarth 모델로 정성적으로 설명할 수 있음을 알았다.

저온에서 (001)MgAl₂O₄ 기판에 증착한 에피탁시 NiCo₂O₄ 박막의 준강자성 및 금속성

박지석(Jiseok Park),도중회(Joonghoe Dho) 한국물리학회 2024 새물리 Vol.74 No.4

산소 분압에 따른 준강자성 NiCo2O4 (110) 박막의 격자 변형과 자기 이방성

김정배,도중회 한국물리학회 2022 새물리 Vol.72 No.3

에피탁시 NiCo2O4 (110) 박막이 펄스레이저 증착법으로 5 – 200 mTorr 산소 분위기에서 MgAl2O4 (110) 기판 위에 제작되었다. X-선 회절측정 결과, 산소 분압이 증가함에 따라 NiCo2O4 박막의 (110) 피크는 낮은 각도 쪽으로 이동하였으며, 특히 면간거리는 20 mTorr 근처에서 상대적으로 큰 변화를보였다. 락킹커브 측정은 박막의 결정성이 우수함을 뒷받침하였으며, 원자 힘 현미경 측정은 표면 거칠기가1 nm 이하로 평탄한 박막들임을 보여주었다. 자기-광 커 효과 측정으로 시료들은 상온에서 준강자성을띠고 평면 내에서 뚜렷한 단축 자기 이방성을 가짐이 확인되었다. 산소 분압이 증가할수록 박막의준강자성-상자성 상전이 온도가 약 305 K에서 약 365 K까지 증가하였으며, 온도에 따른 저항 측정을통해 전기적으로 금속성과 준강자성이 함께 나타남을 확인하였다. 결론적으로, 산소 분압이 증가함에따라 산소결함이 줄고 팔면체 위치를 차지하는 Ni3+ 이온이 많아져 전체 스핀 합이 커지므로 준강자성 특성은 강해지며, 격자 변형이 커짐에 따라 스핀-궤도 결합에 의해 자기 이방성 증가하는 것으로 생각된다.

유기첨가제에 의한 자성체 박막의 물성

배종학 忠南大學校 大學院 2006 論文集 Vol.24 No.-

LaVO₃/SrRuO₃ 초격자 인공구조 박막의 합성과 그 자기적 특성

곽용수(Y. S. Kwak),송종현(J. H. Song) 한국자기학회 2017 韓國磁氣學會誌 Vol.27 No.6

The perovskite superlattice structure consisting of Mott-insulator LaVO₃ and ferromagnetic SrRuO₃ was synthesized by Pulsed Laser Deposition method. It can be confirmed that the superlattice lattice constant is 12.65 and the superlattice structure is very similar to the measured X-ray diffraction result when LaVO₃ (1.5 unit lattice)/SrRuO₃ (1.5 unit lattice) is analyzed. Unlike SrRuO₃ monolayer films with a Curie temperature of about 130 K, the ferromagnetic properties were measured from a low temperature of 10 K to a room temperature of 300 K, which is the only characteristic of the superlattice artificial structure. These peculiar magnetic properties of LaVO₃/SrRuO₃ superlattice can be interpreted as the result of exchange-interaction between Ru-O-V ordering that only realize by superlattice artificial structure.

다양한 FeMn 두께를 갖는 FeMn/[Pt/Co]3 박막에서 수직 교환바이어스와 보자력

전민석,도중회 한국물리학회 2022 새물리 Vol.72 No.1

An antiferromagnetic FeMn layer was deposited on a [Pt/Co]3 layer that has a perpendicular magnetic anisotropy. The perpendicular exchange bias and coercivity of the [Pt/Co]3 layer with the FeMn thickness and temperature were studied. To induce the perpendicular exchange bias, the films were cooled from 450 to 20 K in a magnetic field of 5 kOe. When the FeMn film was 10-nm thick, the perpendicular exchange bias of [Pt/Co]3 at 20 K was 200 Oe and its coercivity was 2000 Oe. The perpendicular exchange bias, coercivity, and exchange-bias blocking temperature showed similar tendencies with varying FeMn thicknesses. The [Pt/Co]3 layers showed a decrease in coercivity after the deposition of the FeMn layer. In addition, the superparamagnetic blocking temperature of [Pt/Co]3 decreased as the FeMn thickness increased. These results suggested that the perpendicular magnetic anisotropy of [Pt/Co]3 was slightly suppressed by the FeMn deposition. Our results provide useful information on controlling the perpendicular exchange bias for future device applications.

강자성체 박막(Co-Ni)의 자기-저항 효과에 관한 연구(III)

張忠根,金英日,孫大洛 경북대학교 센서기술연구소 1994 센서技術學術大會論文集 Vol.5 No.1

To manufacture low field magnetic sensor using magnetoresistance(MR) effects, we deposite thin layers 600Å of thickness Ni-Co(0.7Ni-0.3Co) alloy on slide glasses. In the layers we ordered 4 aims of the fullbridge sensors in the shape of grid structure be inclined at an angle of 45° to main axis and made increase the areal rate to 67%. While the response characteristic of the fabricated sensors had good linearity in the magnetic field of ±0.5 mT ranges, the white noise was -73.8 dB and the resolution -85.0 dB.

[CoFe/Pt/CoFe]/IrMn 다층박막의 수직자기 이방성 각도에 따른 상호교환결합력 특성

이상석(Sang-Suk Lee),최종구(Jong-Gu Choi),황도근(Do-Guwn Hwang),이장로(Jang-Roh Rhee) 한국자기학회 2008 韓國磁氣學會誌 Vol.18 No.6

Dependence of interlayer exchange coupling on antiferromagnetic IrMn thickness, thermal stability, and parallel anisotropy angle in perpendicular anisotropy [CoFe/Pt/CoFe]/IrMn multilayers was investigated. The magnetic property of [CoFe(10 A)/Pt(8 A)/CoFe(10 A)] induced by antiferromagnetic ordering of IrMn layer was maintained a stable perpendicular anisotropy up to 250 ℃ and from 7 A to 160 A of IrMn thickness. The value of interlayer exchange coupling of [CoFe/Pt/CoFe]/IrMn multilayers with perpendicular anisotropy increased to 1.5 times at anisotropy angle of 60° more than of 0°. On the other side, the interlayer exchange coupling at anisotropy angle of 90o was ∞ Oe, it was likely diverted to a parallel shape magnetization.

상부와 하부 IrMn층을 갖는 단일구조 및 이중구조 거대자기저항-스핀밸브 다층박막의 자기적 특성 비교 분석

최종구(Jong-Gu Choi),김수희(Su-Hee Kim),최상헌(Sang-Heon Choi),이상석(Sang-Suk Lee) 한국자기학회 2017 韓國磁氣學會誌 Vol.27 No.4

The antiferromagnet IrMn based four different GMR-SV multilayers on Corning glass were prepared by using ion beam deposition and DC magnetron sputtering system. The magnetoresistance (MR) properties for single-type and dual-type GMR-SV multilayer films were investigated through the measured major and minor MR curves. The exchange bias coupling field (H<SUB>ex</SUB>) and coercivity (H<SUB>c</SUB>) of pinned layer, the Hc and interlayer exchange coupling field (H<SUB>int</SUB>) of free layer for the dual-type structure GMR-SV multilayer films consisted of top IrMn layer were 410 Oe, 60 Oe, 1.6 Oe, and 7.0 Oe, respectively. The minor MR curve of two free layers was performed the squarelike feature having a MR ratio of 8.7% as the sum of 3.7% and 5.0%. The value of average magnetic field sensitivity (MS) was maintained at 2.0 %/Oe. Also, the magnetoresistance properties of the single-type and dual-type structure GMRSV multilayer films consisted of bottom IrMn layer were decreased more than those of top IrMn layer. Two antiparallel states of magnetization spin arrays of the pinned and free layers in the dual-type GMR-SV multilayer films occurred the maximum MR value by the effect of spin dependence scattering.