• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2005년도 동계학술연구발표회 및 2차 아시안포럼
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• pp.194-195
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• 2005

• 한국자기학회지
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• 제16권6호
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• pp.276-278
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• 2006

스위칭 특성을 향상시키기 위하여 비정질 강자성 CoFeSiB 자유층을 갖는 자기터널접합 (MTJ)의 스위칭 특성을 연구하였다. 자기터널접합의 구조는 $Si/SiO_{2}/Ta$ 45/Ru 9.5/IrMn 10/CoFe 10/CoFe $7/AlO_{x}/CoFeSiB\;(t)/Ru\;60\;(nm)$이다. CoFeSiB는 $560\;emu/cm^{3}$의 낮은 포화자화도와 $2800\;erg/cm^{3}$의 높은 이방성 상수를 가졌다. 이러한 특성이 자기터널접합의 낮은 보자력($H_{c}$)과 높은 자장민감도를 갖게 한다. 이것은 또한 Landau-Lisfschitz-Gilbert 방정식에 근거한 미세자기 전산시뮬레이션을 통하여 submicrometersized elements에서도 확인하였다. CoFeSiB 자유층 두께를 증가함으로서 스위칭 특성은 반자화 자기장의 증가로 인하여 더욱더 나빠졌다.

• 한국자기학회지
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• 제17권3호
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• pp.124-127
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• 2007

비정질 $Co_{70.5}Fe_{4.5}Si_{15}B_{10}$층을 갖는 자기터널접합(magnetic tunneling junctions; MTJ)를 연구하였다. 비정질 자유층이 MTJ의 스위칭 특성에 미치는 영향을 중점적으로 이해하기 위하여 기존의 사용된 CoFe 그리고 NiFe층들을 대신하여 비정질 강자성체 CoFeSiB을 사용하였다. CoFeSiB은 CoFe과 NiFe보다 각각 낮은 포화자기장($M_s:\;560\;emu/cm^3$)과 높은 자기이방성 상수($K_u:\;0.2800\;erg/cm^3$)를 갖는다. CoFeSiB층들의 사이에 1.0 nm Ru층 삽입시 $-0.003\;erg/cm^3$ 교환결합에너지($J_{ex}$)를 나타내었다. $Si-SiO_2-Ta$ 45/Ru 9.5/IrMn 10/CoFe 7/$AlO_x$/CoFeSiB 7 또는 CoFeSiB (t)/Ru 1.0/CoFeSiB (7-t)/Ru 60(in nm) MTJ 구조의 터널접합에 대하여 실험 및 시뮬레이션 결과를 통하여 낮은 $J_{ex}$에 기인하는 스위칭 자기장(switching field; $H_{sw}$)의 시료 크기 의존성이 나타나는 것을 알 수 있었다. CoFeSiB 합성형 반강자성 구조는 micrometer뿐만 아니라 submicrometer 시료 크기영역에서도 보자력($H_c$)의 감소와 민감도를 증가 시킴으로써 자기 스위칭 특성에 유리한 것으로 확인 되었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.283-285
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• 2003

본 연구에서는 기존 광 스위치의 기계적 거동 방법과 달리 유체 자체의 거동만으로 광 진행을 차단시킬 수 있는 광 스위치를 제작하였다. 본 연구에서 광의 진행을 차단시키기 위해 사용한 자성 유체란 자성 재료로써 자기 특성과 액체의 유동성을 갖고 있으며, 자기장에 즉각 반응하여 자기장 인가시 고체와 같은 형태를 갖게 된다. 한편, 기존 광 스위치에서 빛의 방향을 변화시키는 스위칭의 원리로 대부분 마이크로 미러의 구동 기술이 사용되고 있다. 그러나 이 방식은 기계적인 거동에 의한 마모와 Crack 등이 발생할 수 있는 단점이 있으며, 마모와 Crack의 단점을 극복하기 위해, 본 연구에서는 포화 자화도가 600G인 자성 유체의 유극 거동을 이용하여 기계적 거동에 의한 문제점을 개선하는데 목적을 두었다. 또한 실험적으로 영구 자석을 이용하려 광 스위칭작용과 광 스위치로의 적용가능성을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권12호
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• pp.2343-2351
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• 2007

본 논문은 시변 펄스형 자기장(Time-varying Magnetic field)을 반복적으로 발생시키는 전원장치 및 전원장치에서 발생된 에너지를 자기장으로 발생키시기 위한 자기유도 코일 probe의 설계 및 구현을 통하여 짧은 시간($300{\mu}s$이하) 동안 고자기장(${\sim}1.2Tesla$)을 발생시켰다. 시간과 펄스 주기를 순차적으로 조정 할 수 있는 다단 메쉬 방식으로 설계하여 고반복적($0.1Hz{\sim}20Hz$)으로 스위칭했을 경우에도 동일한 출력세기를 발생시킬 수 있는 자기장 의료기기 시스템을 구현하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2016년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.193-194
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• 2016

일반적으로 자기장을 이용하는 무선전력 전송 방식은 노이즈, 금속 영향성, 발열, 위치에 따른 에너지 효율이 달라지는 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는 전기장을 이용하여 자동차 전, 후면에 있는 유리를 통해 전기자동차를 무선으로 충전하는 컨버터를 제안한다. 송, 수신부 회로는 유리를 유전체로 만들어진 작은 커패시터와 Quality-factor (Q-factor)를 보상하기 위해 두 개의 변압기를 이용한 임피던스 변환과 스위칭 손실을 최소화하기 위한 LLC직렬공진 동작을 사용하였다. 그 결과 제안하는 컨버터는 대용량 전력전송과 소프트 스위칭을 통한 높은 효율을 얻을 수 있었다. 제안하는 회로의 동작과 특성을 검증하기 위하여 유리를 이용한 커패시터를 구성하고 1.2KW 송, 수신 회로를 설계 및 제작하여 검증 하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2015년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.27-28
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• 2015

무선 전력 전송 방법은 자기장을 이용하는 인덕티브 커플링 방식과 자기 공진 방식, 그리고 전기장을 이용하는 커패시티브 커플링 방식으로 나눌 수 있다. 커패시티브 커플링 무선 전력 전송 방식은 인체에 대한 영향성이 없고, 전자기파 방해가 없다는 큰 장점을 갖고 있다. 본 연구에서는 커패시티브 커플링 무선 전력 전송에서 물리적으로 만들어진 커패시턴스를 크게 얻기 위하여 유리 유전체를 사용하고 동작 주파수를 매우 높게 하여 커패시턴스의 임피던스를 작게 보이도록 하게 하였다. 또한 좀 더 높은 입출력 전압비를 얻고, MOSFET의 스위칭 손실을 최소화 하기 위하여 커패시티브 커플링 무선 전력 전송에 적합한 MHz LLC 공진형 컨버터를 제안하였다. 제안한 컨버터는 모바일 기기 충전을 위한 4.2W 시스템을 구성하여 검증하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제23권9호
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• pp.1087-1093
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• 2012

본 논문에서는 ASK(Amplitude Shift Keying) 송신기, 한 쌍의 루프 안테나 및 ASK 수신기로 구성되는 HF-대역 자기장 통신 시스템을 구현하였다. 특히, E급 증폭기를 사용하는 ASK 송신기의 데이터 변조 방법으로 Drain 바이어스 전압을 입력 데이터에 따라 두 가지 레벨로 가변하여 공급하는 바이어스 스위칭 회로를 새롭게 제안하였다. E급 증폭기는 저가의 IRF510 power MOSFET를 이용하여 6.78 MHz에서 최대 5 W 출력과 동작 바이어스 전체에서 75 % 이상의 효율이 측정되었다. ASK 수신기는 Log 증폭기, 필터 및 비교기로 구현하여 -78 dBm의 수신 감도를 구현하였다. 자기장 통신 시스템의 최대 통신 거리를 예측하기 위하여 근역장과 원역장에서의 자기 장 유도식을 활용하여 전송 손실을 계산하는 방법을 고안하였다. 또한, $30{\times}30cm^2$ 크기의 사각형 루프 안테나쌍 을 이용한 실내 전송 실험을 수행하여 제시한 방법의 타당성을 확인하였다. 전송 손실 추정 결과, 1 W 출력과 -70 dBm 수신 감도를 가질 경우 최대 35 m의 수신거리가 계산되었다. 최종적으로 설계된 ASK 송신부와 ASK 수신부를 루프 안테나 쌍에 연결하여 5 m 거리에서 통신이 이루어짐을 확인하였다.

• 한국자기학회지
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• 제16권3호
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• pp.186-191
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• 2006

자기터널접합 기반의 MRAM(magnetic random access memory)은 자기저항효과를 응용하는 메모리소자로서 비휘발성과 고속 정보처리가 가능할 뿐만 아니라 고집적화 할 수 있는 차세대 통합형 비휘발성 메모리이다. 그러나 기존의 메모리 소자들에 비해 스위칭 산포가 크고, 기록마진(writing margin)이 확보되지 않아 아직까지는 고집적화가 어려운 실정이다. 최근 포화자화가 낮은 NiFeSiB 및 CoFeSiB과 같은 비정질 강자성체를 자기터널접합의 자유층 재료로 사용하여 스위칭 자기장의 거대화를 크게 감소시켜 MRAM의 기록마진을 높이는 연구결과에 관해 정리하여 보았다. 그리고 이러한 물질을 이용하여 자기터널접합의 재생마진(reading margin)과 관련된 터널자기저항비의 인가전압의존성을 저감시킬 수 있었다. 본고에서는 나노자기소자 기술의 중요한 분야인 MRAM의 기술발전 방향과 연구사례를 소개하고자 한다.

• 한국자기학회지
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• 제17권5호
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• pp.188-193
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• 2007

[ $1.00{\times}0.24\;{\mu}m^2$ ] 크기의 $Ni_{80}Fe_{20}$ 박막의 자화 반전 거동을 자화 용이축으로 1 ns 이하의 펄스 자기장의 지속 시간과 세기를 변수로 인가하여 micromagnetics 시뮬레이션으로 관찰하였다. 자성 박막은 직사각형과 타원형의 모양을 가지며, 두께는 2 nm와 4 nm로 설정하였다. 실험 결과 $Ni_{80}Fe_{20}$ 박막의 두께와 모양에 따라 각각 다른 경향을 보이는 것을 확인할 수 있었다. 박막의 두께에 따라 두께 방향으로 형성되는 반자장의 크기 차에 의해 edge domain에서 스핀의 회전속도와 스핀 스위칭의 거동에 차이가 생기며, 박막이 두꺼울수록 자화 반전에 더 긴 펄스 지속 시간과 강한 펄스 자기장이 필요하다는 것을 확인하였다. 한편, 자화 반전이 예상되는 영역에서 자화 반전이 일어나지 않는 비정상적인 자화 반전 영역을 발견할 수 있었는데, 박막의 모양이 타원일 때와 박막의 두께가 얇은 경우에 그 영역이 더욱 불규칙적이고, 넓게 분포하였다. 이러한 현상은 막의 두께가 매우 얇기 때문에 두께 방향으로 형성된 강한 반자장의 영향에 의해 나타나는 것으로 여겨진다. Edge domain이 더 많은 직사각형 모양의 경우 자화반전이 일어나는 동안 자기모멘트의 세차 운동에 의해 생기는 $M_z$ 성분, 즉 두께방향으로 형성된 반자장이 더 작고, 이에 따라 자화 반전이 예상되는 영역에서 자화 반전이 일어나지 않는 비정상적인 자화 반전 영역이 더 적어짐을 확인하였다. 본 시뮬레이션 결과는 자성박막의 안정된 고속 자화반전을 위해서는 반자장의 영향을 최소화하는 것이 중요하다는 것을 보여준다.