• 제목/요약/키워드: 약한 교환결합력

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이방성 자기저항측정을 이용한 NiO/NiFe 박막의 교환결합연구 (The Exchange Bias of NiO/NiFe Thin Eilm by the Measurement of Anisotropic Mngnetoresistance)

  • 김종기;김선욱;이기암;이상석;황도근
    • 한국자기학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.143-148
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    • 2002
  • 일축이방성을 부여한 NiO/NiFe 박막을 제작하고 이들의 강한 교환결합력과 약한 교환결합력의 분포에 대하여 조사하였다. 제작된 시편들의 교환결합력의 크기는 VSM 측정과 이방성자기저항측정을 통하여 확인하였으며, 회귀분석법을 통하여 두 교환결합력의 상호관계를 조사하였다. NiO(60nm)/NiFe(10nm)시편의 경우 전체 교환결합력 중에서 차지하는 약한 교환결합력의 크기는 외부인가자장의 크기에 관계없이 일정한 비율($\alpha$=0.2~0.4)을 나타내었고 이는 약한 교환결합을 하는 영역이 일정하게 존재함을 보여준다. 교환결합력의 크기가 서로 다른 시편의 경우는 교환결합력의 크기가 작을수록 전체 교환결합력 중에서 차지하는 약한 교환결합력의 크기가 컸으며, 교환결합력의 크기가 증가할수록 그 비율이 감소하였다. 이는 약한 교환결합을 하는 영역이 일정하게 존재한다고 가정할 경우 전체의 평균 교환결합력의 크기가 감소함에 따라 그 비율이 증가한 것으로 해석할 수 있다. 따라서 NiO/NiFe 박막에서 강한 교환결합을 하는 영역과 약한 교환결합을 하는 영역이 일정하게 존재함을 알 수 있다.

CoO가 삽입된 NiO스핀밸브의 자기저항특성 향상에 관한 연구 (Improvement of Magnetoresistance in NiO Spin-Valves including CoO layer)

  • 곽동호;김종기;이기암;황도근;이상석;;현준원
    • 한국자기학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.112-117
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    • 2000
  • NiO 스핀밸브의 자기저항 특성을 향상시키기 위해 바닥층으로 CoO를 삽입하였다. CoO/NiO 스핀밸브에서 삽입된 CoO의 두께에 따라서 자기저항비는 5.5 %까지 향상되었으며 동시에 교환결합력과 보자력도 증가하였다. XRD 측정결과, CoO 삽입에 따른 NiO의 결정성장에 특별한 변화는 없었음을 확인하였다. NiO 박막의 평균거칠기는 약 3.5 $\AA$이었으나, CoO 박막의 평균거칠기는 약 6.1 $\AA$으로 2배 이상 증가하였다. 따라서 본 실험에서는 CoO 삽입에 의한 계면 거칠기의 증가로 인해 교환결합력과 보자력이 증가했음을 알 수 있다. 한편 보자력의 감소를 위해 NiO/CoO/NiO/CoO/NiO 스핀밸브를 제작하여 보자력을 110 Oe에서 50 Oe로 50 % 감소시킬 수 있었으며, 교환결합력은 70 Oe 이상을 유지하였다.

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$\alpha-Fe_2O_3 /NiFe/Cu/NiFe$ 스핀밸브 박막에서의 자기저항 특성에 대한 연구 (Exchange Biasing and Magnetoresistance in $\alpha-Fe_2O_3 /NiFe/Cu/NiFe$Spin-valves)

  • 김종기;주호완;이기암;황도근;이상석
    • 한국자기학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.37-41
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    • 2000
  • Fe$_2$O$_3$를 이용한 스핀밸브 박막에서 발생하는 교환결합력(H$_{ex}$)과 자기저항현상에 대하여 연구하였다. XRD측정결과 제작된 시편에서 $\alpha$-Fe$_2$O$_3$가 형성되었음을 확인하였다. 바닥층으로 사용한 Fe$_2$O$_3$와 인접한 강자성층 사이에서 교환결합이 발생하였음을 확인하였고, Fe$_2$O$_3$의 두께가 400 $\AA$에서 800 $\AA$으로 증가할 경우, H$_{ex}$가 13.5 Oe에서 84.5 Oe로 증가하였다. AFM을 이용하여 박막의 표면을 조사한 결과, Fe$_2$O$_3$의 두께가 증가함에 따라 표면거칠기가 증가함을 알 수 있었다. 표면거칠기의 증가는 Fe$_2$O$_3$와 인접한 NiFe 사이에서의 정자장결합력을 증가시켜 결과적으로 교환결합력의 증가를 가져온 것으로 해석되며, 두께증가에 따라 교환결합력도 계속 증가하는 경향을 나타내었다. 자기저항비는 Fe$_2$O$_3$의 두께변화에 관계없이 약 2 %대로 일정한 값을 유지하였다. 이는 표면거칠기가 H$_{ex}$의 크기에는 영향을 미치지만 자기저항비에는 영향을 미치지 못하는 것으로 생각된다.

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토양세척기법을 이용한 중금속 오염토양 처리에서 중금속 추출특성 (The Extraction Characteristics of Metal-contaminated Soil by Soil Washing)

  • 황선숙;이노섭;남궁완
    • 대한환경공학회지
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    • 제27권10호
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    • pp.1072-1080
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    • 2005
  • 과거 납제련소 부지의 중금속으로 오염된 토양을 EDTA, citrate, HCl의 세가지 용매를 이용하여 토양세척법으로 처리한 경우 중금속의 추출특성에 대하여 중금속의 추출율과 화학적 결합형태별 변화를 중심으로 살펴보았다. EDTA를 이용한 토양세척실험에서 중금속의 추출은 Pb에 특히 효과적이었다. EDTA/HM의 물비가 증가할수록 Pb의 제거율도 증가하였고 EDTA/HM의 몰비 6.5에서 효율적인 제거가 가능하였다. Citrate를 이용한 토양세척실험에서 중금속의 추출은 다른 중금속들 보다 Zn의 추출에 효과적이었다. HCl은 모든 중금속에 대하여 전반적으로 높은 추출율을 나타내었으며 0.3N 농도에서 가장 효율적인 추출이 가능하였다. EDTA로 토양세척법 처리 전후 중금속의 결합형태별 변화는 교환성과 탄산염 형태와 같이 결합력이 약한 형태로 존재하는 중금속이 대부분 추출되었다. Citrate와 HCl 처리 후 중금속의 결합형태별 변화는 네가지 중금속 모두 유사한 경향을 보였으며 Pb은 처리 전보다 처리 후에 교환가능성 형태가 증가하는 현상이 관찰되었다. Citrate 처리시 중금속 추출효율은 비결정성 형태의 함량과 거의 일치하는 결과를 나타내었다. EDTA와 HCl을 이용한 경우는 중금속 추출효율과 중금속의 결합형태의 비교결과 Zn을 제외한 나머지 중금속의 경우 비잔류성 형태의 대부분을 제거할 수 있었다. 처리 후 토양의 TCLP 결과는 EDTA로 처리한 경우에 Pb의 USEPA 기준인 5 mg/L를 만족시켰다.

자기기록 MR 헤드 용 다층박막의 자기저항에 미치는 잔류응력 효과 (The Effect of Residual Stress on Magnetoresistance in GMR Head Multilayers)

  • 황도근
    • 비파괴검사학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.322-327
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    • 2003
  • 초고밀도 자기기록 reading head로 사용되고 있는 거대자기저항(GMR, Giant Magnetoresistance) NiO 다층박막을 제작하고 이를 공기중에서 80 일간 자연산화시킨후, 형성된 산화층과 잔류응력 변화에 따른 NiO 스핀밸브 박막의 자기저항 특성을 연구하였다. $NiO(60nm)/Ni_{81}Fe_{19}(5nm)/Co(0.7nm)/Cu(2nm)/Co(0.7nm)/Ni_{81}Fe_{19}(7nm)$의 구조를 갖는 다층박막을 공기중에서 약 80일간 자연산화 시켰을 때, 자기저항비(MR)와 교환결합력$(H_{ex})$이 각각 4.9%와 110 Oe에서 7.3%와 170 Oe로 증가하였다. 이때, 스핀밸브박막의 비저항(P) 값은 $28{\mu}{\Omega}m$로 감소하였지만 박막의 비저항 값의 변화량$({\Delta}p)$는 크기변화가 거의 없는 것을 알 수 있었다. 그러므로, 자기저항비의 증가는 aging시간에 따른 비저항 값의 감소에 기인한 것으로 생각되며, 저항의 감소는 표면산화에 따라 전도전자의 반사율증가에 의한 것으로 사료된다. 또한 교환결합력의 증가는 반강자성체/자성체 박막사이 계면에서 발생한 잔류응력이 aging시간이 경과함에 따라 감소하여 특성이 강화된 것으로 생각된다.

Mn-Ir-Pt 새로운 반강자성체를 사용한 스핀밸브 거대자기저항에 관한 연구 (Study on the Spin Valve Giant Magnetoresistance With a New Mn-Ir-Pt Antife rromagnetic Material)

  • 서수정;윤성용;김장현;전동민;김윤식;이두현
    • 한국자기학회지
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    • 제11권4호
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    • pp.141-145
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    • 2001
  • Mn-Ir-Pt/Ni-Fe 교환이방성 이층박막은 계면에서 높은 교환결합자계(exchange bias field; $H_{ex}$)를 가질 뿐만 아니라 뛰어난 열적안정성과 Mn-Ir에 비하여 좋은 내식성을 나타내므로 스핀밸브형 다층막 소자의 고정층의 재료로 적합하다고 생각되어진다. 열적안정성에 관한 평가인 blocking 온도( $T_{b}$)는 Mn-Ir이 240 $^{\circ}C$로 Mn-Ir-Pt가 250 $^{\circ}C$로 Mn-Ir에 비하여 Mn-Ir-Pt의 $T_{b}$가 높은 것으로 평가되었으며, 내식성에 관한 평가인 부식전류밀도는 Mn-Ir-Pt 10배 정도의 낮은 값을 가지므로 내식성 또한 Mn-Ir에 비해 우수한 것으로 평가된다. Mn-Ir에 Pt를 약 1.9 at%정도 첨가하였을 때 $H_{ex}$가 가장 큰 값을 나타내었다. 본 연구에서 Ni-Fe/M $n_{78.3}$I $r_{19.8}$P $t_{1.9}$의 고정층을 사용한 스핀밸브 다층막의 자기적, 구조적 특성을 연구한 결과 약 5 %의 자기저항비를 얻을 수 있었다.다.다.다.다.다.다.

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CoFeZr 합금박막의 미세구조, 자기적 특성 및 비정질 CoFeZr 합금박막을 사용한 스핀밸브의 자기저항 특성에 관한 연구 (Magnetic and Structural Properties of CoFeZr Alloy Films and Magnetoresistive Properties of Spin Valves Incorporating Amorphous CoFeZr Layer)

  • 안황기;박대원;김기수;이성래
    • 한국자기학회지
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    • 제18권6호
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    • pp.227-231
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    • 2008
  • Zr 함량에 따르는 CoFeZr의 합금박막의 구조 및 자기적 특성, 그리고 비정질 CoFeZr을 사용한 스핀밸브의 자기저항 및 열적 안정성에 관하여 연구하였다. Zr 조성이 증가함에 따라 CoFeZr 합금 박막의 포화자기장 및 보자력은 감소하며 완전히 비정질이 형성되었을때 보자력은 최소 값을 보였다. Zr의 함량이 약 18 at% 이상일 때 완전한 비정질이 형성되었다. 비정질 CoFeZr을 스핀밸브에 적용하였을 때 기존의 CoFe을 사용한 스핀밸브보다 자기저항비와 교환결합력은 약간 감소하는 경향을 확인 하였다. 이는 비정질 자성체의 상대적으로 높은 저항값에 기인하였다. 그러나 ${\Delta}{\rho}$, 즉 스핀의존산란은 향상되었다.

이차 열처리가 PtMn계 스핀밸브의 거대자기저항 특성에 미치는 영향 (The Second Annealing Effect on Giant Magnetoresistance Properties of PtMn Based Spin Valve)

  • 김광윤;김민정;김희중
    • 한국자기학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.72-77
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    • 2001
  • DC 마그네트론 방식으로 제조한 PtMn계 상부층형(top) 스핀밸브 박막을 반강자성층인 PtM의 fcc (111) 구조에서 fat (111)구조 천이를 위하여 27$0^{\circ}C$에서 3 kOe의 외부자장을 가해주면서 일차적인 열처리를 한 후, 이차적으로 무자장 열처리를 하여 상온에서 자기적 특성을 조사하였다. Si/A1$_2$O$_3$ (500$\AA$)/Ta(50$\AA$)NiFe(40$\AA$)/CoFe(17$\AA$)/Cu(28$\AA$)/CoFe (30$\AA$)PtMn(200$\AA$)Ta(50$\AA$) top 스핀밸브 시료에서 자기저항비를 조사한 결과 열처리 온도가 높아질수록 자기저항비가 완만히 감소하나 325 $^{\circ}C$ 이상에서 급격히 감소하여 1 %까지 감소하는 것을 확인하였으며, 이것은 열처리 온도가 높아질수록 반강자성층과 피고정층사이의 교환 결합력이 약해지는 것에 기인하는 것으로 판단하였다. 열처리 온도 증가에 따른 교환 바이어스 자장은 325 $^{\circ}C$ 이상에서 급격히 감소하였고, 고정층과 자유층사이의 상호 결합 세기(interlayer coupling field, $H_{int}$)는 $325^{\circ}C$ 이상에서 크게 증가하였는데, 이것은 열처리 온도가 증가함에 다라 Mn의 상호 확산(inter-diffusion)dl 증가하여 계면에서의 거칠기(roughness)가 커지기 때문이라고 생각하였다. 이와 같은 결과에서 PtMn 스핀밸브의 급격한 자기적 특성변화가 일어나는 열처리 온도가 PtMn계 스핀밸브 박막의 블로킹 온도(blocking temperature, $T_b$)와 잘 일치함을 호가인할 수 있었다.

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자연산화된 자유층을 갖는 NiO 스핀밸브 박막의 자기저항특성 (Giant Magnetoresistance Properties of NiO Spin Valves with Naturally Oxidized Free Layer)

  • 김종기;주호완;이기암;황도근;이상석
    • 한국자기학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.104-108
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    • 2001
  • NiO 스핀밸브 박막을 제작하고 이를 공기중에서 80 일간 자연산화시킨후, 형성된 산화층에 의한 NiO 스핀밸브 박막의 자기저항 특성을 연구하였다. NiO(600 $\AA$)Ni$_{81}$$Fe_{19}$(50$\AA$)/Co(7 $\AA$)/Cu(20 $\AA$)/Co(7 $\AA$)Ni$_{81}$$Fe_{19}$(70 $\AA$)의 구조를 갖는 스핀밸브박막을 공기중에서 약 80일 간 자연산화시켰을 때, 자기저항비와 교환결합력( $H_{ex}$)이 각각 4.9%와 110 Oe에서 7.3%와 170 Oe로 증가하였다. 이때, 스핀밸브박막의 비저항($\rho$)값은 28$\mu$$\Omega$m에서 17$\mu$$\Omega$m로 감소하였지만 박막의 비저항값의 변화량($\Delta$$\rho$)는 크기변화가 거의 없는 것을 알 수 있었다. 그러므로, 자기저항비의 증가는 자연산화에 따른 비저항값의 감소에 기인한 것으로 생각되며, 저항의 감소는 specular 효과 때문인 것으로 판단된다. 스핀밸브박막의 표면에 형성된 NiFe 산화층의 두께는 약 20 $\AA$인 것으로 추정되며, Auger electron spectroscopy(AES)를 이용하여 분석하였다.하였다.다.

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산부식 전처리에 따른 2단계 자가부식 접착제의 연마 법랑질에 대한 미세인장결합강도 (The micro-tensile bond strength of two-step self-etch adhesive to ground enamel with and without prior acid-etching)

  • 김유리;김지환;심준성;김광만;이근우
    • 대한치과보철학회지
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    • 제46권2호
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    • pp.148-156
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    • 2008
  • 자가부식 접착제는 사용하기 쉽고, 술식 민감성이 적은 장점이 있으나 특히 산도가 약한 자가부식 접착제의 법랑질에 대한 결합력은 논란이 되고 있다. 본 연구에서는 2단계 자가부식 접착제인 Clearfil SE Bond (Kuraray, Okayama, Japan)의 연마 법랑질에 대한 미세인장 결합강도를 측정하여 3단계 산부식수세 접착제인 Scotchbond Multi-Purpose (3M ESPE, St. Paul, MN, USA) 및 1단계 자가부식 접착제인 iBond (Heraeus Kulzer Gmbh, Hanau, Germany)의 결합강도와 비교하고자 하였고, 2단계 자가부식 접착제에 산부식 전처리를 시행하는 것이 법랑질에 대한 결합강도를 높일 수 있는지 알아 보고자 하였다. 실험군은 2단계 자가부식 접착제인 Clearfil SE Bond만 사용한 비산부식 군과 35% 인산 (Scotchbond Etchant, 3M ESPE)으로 산부식 후 Clearfil SE Bond를 사용한 산부식 군, 그리고 1단계 자가부식 접착제인 iBond를 사용한 군으로 나누었다. 대조군은 3단계 산부식수세 접착제인 Scotchbond Multi-Purpose를 사용한 군으로 정하였다. Bovine 전치의 순면을 십자가형으로 4등분하여 각 군으로 무작위로 배분하였다. 각 치아의 순면을 800-grit 실리콘 카바이드 지로 연마한 후 삭제된 법랑질면에 제조사의 설명서에 따라 각 군의 접착제를 적용하고 Light-Core (Bisco)로 적층 충전하였다. 시편은 $37i{\acute{E}}$, 증류수에 일주일 동안 보관한 후 low speed precicion diamond saw (TOPMENT Metsaw-LS, R&B, Daejeon, Korea)를 이용하여 약 $0.8{\times}0.8mm$ 단면이 되도록 시편을 절단하여 미세시편을 제작하였다. 일주일마다 증류수를 교환하면서 한 달, 세 달 동안 $37i{\acute{E}}$, 증류수에 미세시 편을 보관한 후 각각의 미세인장결합강도를 측정하였다. 미세인장결합강도 (MPa)는 파절 시에 가해진 힘 (N)을 접착면적 ($mm^2$)으로 나누어 계산하였다. 접착계면에서의 파절 양상은 실물현미경 (Microscope-B nocular, Nikon)을 이용하여 분류하였다. 미세인장결합강도에 대한 통계분석은 one-way ANOVA를 이용하여 유의수준 5%에서 검정하였고, 사후감정은 Least Significant Difference 방법을 이용하였다. 중합 후 1개월 뒤 측정된 각각의 접착제의 평균 미세인장결합강도는 유의수준 5%에서 모든 접착제 간에 유의한 차이가 없었다. 3개월 뒤 측정된 각각의 접착제의 평균 미세인장결합강도는 유의수준 5%에서 iBond 와 Clearfil SE Bond 비산부식 군과 Scotchbond Multi- Purpose 간에는 각각 유의한 차이가 없었다. 본 연구에서는 2단계 자가부식 접착제인 Clearfil SE Bond의 연마 법랑질에 대한 미세인장결합강도가 3단계 산부식수세 접착제인 Scotchbond Multi-Purpose 와 비교하여 유의한 차이가 없었으며 (P>0.05), 3개월 후의 결과에서 Clearfil SE Bond 비산부식 군의 미세인장결합강도가 Clearfil SE Bond 산부식 군보다 유의하게 낮았다 (P<0.05). 즉 35% 인산으로 산부식 전처리를 시행한결과 Clearfil SE Bond 의 법랑질에 대한 결합강도가 증가하였다.