• 공업화학
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• 제16권6호
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• pp.853-856
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• 2005

자성 메모리반도체의 핵심 소자인 magnetic tunnel junction (MTJ) stack에 대한 고밀도 유도결합 플라즈마 반응성 식각이 연구되었다. MTJ stack은 electron(e)-beam lithography 공정을 사용하여 나노미터 크기의 패턴 형성이 되었으며 식각을 위한 하드 마스크(hard mask)로서 TiN 박막이 이용되었다. TiN 박막은 Ar, $Cl_2/Ar$, 그리고 $SF_6/Ar$들의 가스를 사용하여 식각공정이 연구되었다. E-beam lithography로 패턴된 TiN/MTJ stack은 첫 번째 단계로 TiN 하드 마스크가 식각되고 두 번째로 MTJ stack이 식각되어 완성되었다. MTJ stack은 Ar, $Cl_2/Ar$, $BCl_3/Ar$을 이용하여 식각되었으며 각각의 가스농도와 가스 압력을 변화시켜 MTJ stack의 식각특성이 조사되었다.

• 한국자기학회지
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• 제19권4호
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• pp.121-125
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• 2009

비정질 $Ge_{1-x}Mn_x$ 박막을 $400^{\circ}C$에서 $700^{\circ}C$까지 온도범위에서 각 3분씩 고진공챔버($10^{-8}$ torr)에서 열처리하였고, as-grown 시료와 열처리한 시료의 전기적 특성과 자기수송특성을 연구하였다. 성분함량은 energy dispersive X-ray spectroscopy(EDS)와 x-ray photoelectron spectroscopy(XPS)로 측정하였으며, 박막의 구조분석은 x-ray diffractometer(XRD)와 transmission electron microscopy(TEM)를 이용하였다. 자성특성은 여러 범위의 자기장에서 Magnetic property measure system(MPMS)를 이용하였다. 박막의 전기적 특성은 standard four-point probe와 Physical property measurement system(PPMS)로 측정하였으며, van der Pauw 방법을 사용하여 Anomalous Hall effect를 측정하였다. X-ray 회절 패턴 분석을 통해 $500^{\circ}C$에서 3분 동안 열처리한 시료는 여전히 비정질 상태인 것을 알 수 있었으며, $600^{\circ}C$의 열처리 온도에서 결정화를 확인할 수 있었다. as-grown $Ge_1$_$_xMn_x$ 박막과 열처리한 $Ge_{1-x}Mn_x$ 박막을 온도에 따른 비저항 값의 변화를 측정하였고, 반도체의 특성을 보이는 것을 확인할 수 있었다. 또한 열처리 온도가 높을수록 비저항도 증가하는 것을 관찰할 수 있었다. $700^{\circ}C$에서 열처리한 $Ge_1$_$_xMn_x$ 박막은 저온에서 negative magnetoresistance(MR)을 확인할 수 있었고, MR ratio는 10 K에서 약 8.5 %를 보였다. 모든 MR 그래프에서 curve의 비대칭을 확인 할 수 있었으며, anomalous Hall Effect는 약하지만 250 K까지 관측이 되었다.

• 한국재료학회지
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• 제14권8호
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• pp.595-599
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• 2004

We investigated the structural, electrical and magnetic properties of Mn-doped $CuAlO_2$ delafossite ceramics ($CuAl_{1-x}Mn_{x}O_2,\;0\le\;x\;\le0.05$), synthesized by solid-state reaction method in an air atmosphere at a sintering temperature of $1150^{\circ}C$. The solubility limit of Mn ions in delafossite $CuAlO_2$ was found to be as low as about 3 $mol\%$. Positive Hall coefficient and the temperature dependence of conductivity established that non-doped $CuAlO_2$ ceramic is a variable-range hopping p-type semiconductor. It was found that the Mn-doping in $CuAlO_2$ rapidly reduced the hole concentration and conductivity, indicating compensation of free holes. The analysis of the magnetization data provided an evidence that antiferromagnetic superexchange interaction is the dominant mechanism of the exchange coupling between Mn ions in $CuAl_{1-x}Mn_{x}O$ alloy, leading to an almost paramagnetic behavior in this alloy.

• 한국결정성장학회지
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• 제12권6호
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• pp.269-269
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• 2002

희박 자성 반도체 ZnMnTe를 장벽층으로 사용한 양질의 ZnTe/ZnMnTe 단일 양자우물 구조를 열벽적층 성장법으로 성장하였다. 고분해능 X-선 회절측정 결과 ZnTe 우물층이 강하게 스트레인을 받고 있음을 알 수 있었다. 광발광 측정으로부터 무거운 양공 엑시톤 (el-hhl)과 가벼운 양공 엑시톤 (el-lhl)의 매우 뾰족한 발광 크들이 나타남을 관측하였다. 또한 우물층의 두께가 증가함에 따라 (el-hhl)과 (el-lhl)의 엑시톤 관련 피크들은 낮은 에너지 쪽으로 이동하였다. 광발광 피크 세기의 온도에 따른 변화는 운반자들의 열적 활성화로 설명할 수 있었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제12권6호
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• pp.267-271
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• 2002

희박 자성 반도체 ZnMnTe를 장벽층으로 사용한 양질의 ZnTe/ZnMnTe 단일 양자우물 구조를 열벽적층 성장법으로 성장하였다. 고분해능 X-선 회절측정 결과 ZnTe 우물층이 강하게 스트레인을 받고 있음을 알 수 있었다. 광발광 측정으로부터 무거운 양공 엑시톤 (el-hhl)과 가벼운 양공 엑시톤 (el-lhl)의 매우 뾰족한 발광 크들이 나타남을 관측하였다. 또한 우물층의 두께가 증가함에 따라 (el-hhl)과 (el-lhl)의 엑시톤 관련 피크들은 낮은 에너지 쪽으로 이동하였다. 광발광 피크 세기의 온도에 따른 변화는 운반자들의 열적 활성화로 설명할 수 있었다.

• 한국진공학회지
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• 제16권3호
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• pp.210-214
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• 2007

사파이어 기판위에 성장된 GaN 기판위에 희토류 원소인 Gd을 이온주입 (ion-implantation)법으로 도핑한 시료에 대하여 온도 변화에 따른 광발광 (photoluminescence) 특성을 연구하였다. 이온주입 도핑에 따른 광전이 특성은 전이 진폭이 저온 (5 K)에서 590 nm 근처에서 최고값을 갖는 불순물 전이가 나타남을 보인다. 이때 이 전이는 온도가 올라감에 따라 세기강도는 감소하나 청색편이 현상을 보이며 200 K 이상에서는 오히려 세기강도가 증가하는 비정상 전이 특성을 보임을 관측하였다. 이러한 비정상 광전이는 희토류 불순물 효과와 이온주입에 따른 결정격자의 불완전성에 기인하는 것으로 여겨진다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.100-100
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• 2003

본 연구에서는 Si에 Mn을 첨가한 Si$_{l-x}$Mn$_{x}$ 박막의 전기적 및 자기적 특성을 조사하였다. Si$_{l-x}$Mn$_{x}$ 박막은 MBE(Molecular Beam Epitaxy)를 이용하여 native oxide층을 제거하지 않은 (100)Si wafer 위에 성장하였다. Substrate 온도는 50$0^{\circ}C$로 하였으며, 첨가한 Mn 농도는 20%에서부터 80%까지였다. 전기적 특성은 Hall, 4-point probe를 통하여 측정하였고, 자기적 특성은 VSM, FMR, SQUID을 이용하여 측정하였다. 상 분석은 XRD, TEM을 이용하여 관찰하였다 Si$_{l-x}$Mn$_{x}$ 박막은 Hall 측정 결과 상온에서 P-type carrier를 가지며, 비저항은 반도체 영역인 7.6$\times$$10^{-4}$~4.2$\times$$10^{-2}$(ohm-cm)의 값을 가진다. 상온 VSM, 측정결과 Mn의 양이 52% 첨가 시 포화 자화 값이 가장 높은 40emu/cc를 가지며, Mn의 양이 증가할수록 포화 자화 값이 증가하다 다시 감소하는 경향을 가진다. FMR, SQUID 측정에서도 이러한 경향을 확인할 수 있었다 특히, SQUID 분석 결과 두 개 이상의 자성 상이 존재하는 것을 관찰할 수 있었다. XRD, TEM 관찰결과, Si$_{l-x}$Mn$_{x}$은 poly crystal로 성장하였으며, Mn 농도에 따라 여러 상들이 관찰되었다.따라 여러 상들이 관찰되었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 하계학술대회 논문집 Vol.4 No.1
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• pp.155-159
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• 2003

Polycrystalline $Ti_{1-x}Co_xO_2$ thin films on $SiO_2$ (200 nm)/Si (100) substrates were prepared using liquid-delivery metalorganic chemical vapor deposition. Microstructures and ferromagnetic properties were investigated as a function of doped Co concentration. Ferromagnetic behaviors of polycrystalline films were observed at room temperature, and the magnetic and structural properties strongly depended on the Co distribution, which varied widely with doped Co concentration. The annealed $Ti_{1-x}Co_xO_2$ thin films with $x{\leq}0.05$ showed a homogeneous structure without any clusters, and pure ferromagnetic properties of thin films are only attributed to the $Ti_{1-x}Co_xO_2$ (TCO) phases. On the other hand, in case of thin films above x=0.05, Co clusters formed in a homogeneous $Ti_{1-x}Co_xO_2$ Phase, and the overall ferromagnetic (FM) properties depended on both $FM_{TCO}$ and $FM_{Co}$. Co clusters with about 10nm-150nm size decreased the value of Mr (the remanent magnetization) and increased the saturation magnetic field.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2001년도 춘계학술대회 논문집 유기절연재료 전자세라믹 방전플라즈마 연구회
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• pp.143-147
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• 2001

Ferromagnetism in manganese compound semiconductors open prospects for tailoring magnetic and spin-related phenomena in semiconductors with a precision specific to III-V compounds. Also it addresses a question about the origin of the magnetic interactions that lead to a Curie temperature(Tc) as high as 110 K for a manganese concentration of just 5%. Zener's model of ferromagnetism, originally suggested for transition metals in 1950, can explain Tc of $Ga_{1-x}Mn_x$ As and that of its IT-VI counterpart $Zn_{1-x}Mn_x$ Te and is used to predict materials with Tc exceeding room temperature, an important step toward semiconductor electronics that use both charge and spin. In this article, we present not only the experimental result but calculated Curie temperature by RKKY interaction. The problem in making III-V semiconductor has been the low solubility of magnetic elements, such as manganese, in the compound, since the magnetic effects are roughly proportional to the concentration of the magnetic ions. Low solubility of magnetic elements was overcome by low-temperature nonequilibrium MBE{molecular beam epitaxy) growth, and ferromagnetic (Ga,Mn)As was realized. Magnetotransport measurements revealed that the magnetic transition temperature can be as high as 110 K for a small manganese concentration.

• 한국자기학회지
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• 제19권4호
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• pp.133-137
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• 2009

GaAs 기판 위에 증착된 $MnGeP_2$ 박막이 상온에서 강자성을 보임을 자기화 및 자기저항 측정을 통해 확인하였다. 강자성-상자성 전이 온도는 320 K 정도였고, 항자력장은 5, 250, 300 K에서 각각 3870, 1380, 155 Oe 정도였다. 전하 운반자가 스핀 편극되어 있음을 암시하는 비정상 홀 효과를 관측하였다. 자기장에 따른 자기저항과 홀 저항을 측정할 때 이력곡선이 나타남을 확인하였다. $MnGeP_2$ 박막과 n-형 GaAs 기판 사이에 I-V 측정을 통해 전형적인 p-n 다이오드 특성을 보임을 확인하였다.