Variation of Magnetic Properties of Fe/CoNbZr with Multilayer Structure and Annealing Condition

Fe/CoNbZr 다층박막의 구조 및 열처리 조건에 따른 자기적 특성

  • 이성래 (고려대학교 재료금속공학부) ;
  • 김은학 (고려대학교 재료금속공학부) ;
  • 김영근 (고려대학교 재료금속공학부)
  • Published : 2001.04.01

Abstract

Effects of multilayer structure and annealing condition on the soft magnetic properties of sputtered Fe/CoNbZr multilayers were investigated. We observed a minimum coercivity (1.1 Oe) at 5 nm thick Fe layer and the maximum permeability (2300) at 15 nm Fe layer and high saturation magnetization in the as-deposited state. As a result of increase of Fe grain size, coercivity increases with increasing Fe layer thickness. Degradation of ${\mu}$ at the thin Fe layer region may be due to the intermixed phase of high magnetostriction, such as CoFe. Optimum annealing condition was obtained through annealing at 300 $^{\circ}C$ for 40 min (${\mu}$=2500, H$\sub$c/=0.35 Oe). Enhancement of permeability was observed in the temperature range of 250∼300$^{\circ}C$. These results may closely be related with lowering the anisotropy energy by lattice deformation (0.4%) and enhanced uniaxial anisotropy.

RF 마그네트론 스퍼터링으로 제조한 Fe/CoNbZr 다층박막의 구조 및 열처리 조건에 따르는 고주파 연자기 특성을 연구하였다. Fe층의 두께가 5nm일 때 1.1Oe의 최소보자력을 얻었으며, Fe층의 두께가 15nm일 때 100Mz에서 2300의 최대 투자율을 얻었으며, 약 20 kG의 높은 포화자화를 얻었다. Fe층의 두께가 증가함에 따라 보자력이 증가하는 것은 결정립 크기에 의한 것이며, Fe층의 두께가 얇을 경우 계면에서의 CoFe과 같은 높은 자기변형의 혼합층 형성으로 인해 투자율이 감소한 것으로 판단된다. 300 $^{\circ}C$에서 40분간 일축자장 열처리를 행하여서 보자력 0.35 Oe, 투자율 2500을 얻었다. 또한 250및 30$0^{\circ}C$ 열처리에서만 연자기 특성이 향상되었다. 이는 최적의 Fe의 격자변형과 일측 이방성의 발달로 자기이방성에너지의 감소에 의한 것으로 판단된다.

Keywords

References

  1. IEEE Trans. Magn. v.27 no.3640 Osamu Kohmoto
  2. J. Appl. Phys. v.66 no.748 F.W.A. Dime;J.A.M. Tolboom;H.J. de Wit;C.H.M. Witmer
  3. IEEE Trans. Magn. v.26 no.1397 G. Herzer
  4. J. Appl. Phys. v.81 no.806 E. van de Riet;W. Klaassens;F. Roozeboom
  5. Appl. Phys. Lett. v.70 no.3161 S. Jin;W. Zhu;R.B. van Dover;T.H. Tiefel;V. Korenivski
  6. IEEE Trans. Magn. v.34 no.1438 W.P. Jayasekara;J.A. Bain;M.H. Kryder
  7. Elements of X-ray Diffraction(2nd ed.) B.D. Cullity
  8. J. Magn. Magn. Mater. v.133 no.490 R. Zuberek;H. Szymczak;R. Krishnan;M. Tessier
  9. J. Magn. Magn. Mater. v.188 no.35 R. Krishnan;M.O. Guiterrez;J.F. Calleja;M.C. Contreras;A.I. Fernandez
  10. Appl. Phys. Lett. v.52 no.672 Masaka Senda;Yasuhiro Nagai
  11. J. Appl. Phys. v.61 no.8 K. Hayshi;M. Hayskawa;Y. Ochiai;H. Matsuda;W. Ishikawa;Y. Iwasaki;K. Aso
  12. J. Magn. Soc. Jpn. v.13 no.63 T. Shimatsu;H. Shoji;M. Kyoho;Migaku Takahashi;T. Wakiyama
  13. J. Appl. Phys. v.73 no.6573 G. Qiu;E. Haftek;J.A. Barnard