대향타겟형 스파터기에서 철과 BaO 복합타켓트를 사용한 반응성 스파터링 방법으로 고밀도 수직자기기록용 바륨훼라이트박막을 제조하였다. 표면 열 산화된 규소 웨이퍼를 기판으로 사용한 경우 바륨훼라이트박막의 c축이 기판에 완전히 수직으로 배열하기 위해서는 $750^{\circ}C$의 기판가열이 필요 하였다. 기판가열온도를 낮추기 위하여 ZnO, ${\alpha}-Fe_{2}O_{3}$와 ${\gamma}-Fe_{2}O_{3}$ 씨앗층을 사용한 결과 바륨훼라이트와 같은 육방결정구조이면서 (002)면이 기판에 평행하게 배향된 ZnO 씨앗층을 사용하였을 때 $600^{\circ}C$에서 c축배향이 우수한 바륨훼라이트박막을 성막시킬 수 있었다. 바륨훼라이트의 포화자화값은 295 emu/cc 수직보자력은 1.7kOe 각형비는 0.75 이었다. 복합타켓트를 사용하여 $230\;{\AA}/min$의 피착속도로 바륨훼라이트박막을 피착시킬 수 있었는데 이것은 지금까지 발표된 산화물 타켓트를 사용한 경우보다 5-20배 빠른 것이다.
조성이 Mn$_{x}$Zn$_{1-x}$ Fe$_{2}$O$_{4}$ 훼라이트(x=0.75, 0.52)를 pusher type 연속 전기로를 이용하여 질소 분위기하에서 1360 .deg. C 로 3시간 동안 소결하여 얻어냈다. 본 연구에서는 스피넬 구조인 Mn-Zn 훼라이트의 FMR(Ferrimagnetic Resonance) 스펙트럼 특징과 초기투자율과의 상관성을 조사하고자 EPR X-band 스펙 트로미터를 이용 9.50 GHz의 microwave frequency에서 FMR 실험을 수행하였다. FMR 공명흡수선은 주 자기공명 흡 수선외에 낮은 자기장에서 약한 subsidiary 공명흡수선을 나타내는데 온도변화에 따른 주 자기공명 흡수선과 sub- sidiary 공명흡수선(제2, 제3 공명흡수선)의 세기, 공명선폭, g값 등의 온도 의존성을 연구함으로써 제2 공명흡수 선이 나타나는 원인을 분석하였으며, 자기공명 흡수선의 g값, 자기공명선 세기, 그리고 공명선폭과 초기투자율의 상관성을 연구하였다. 실험 결과 주 자기공명 흡수선의 g값, 자기공명선 세기, 공명선폭은 초기투자율 값과 밀접 한 관련이 있음을 확인할 수 있었다.었다.
${\gamma}-Fe_{2}O_{3}$ 입자의 보자력 특성을 향상시키기 위해 ${\gamma}-Fe_{2}O_{3}$ 입자표면상에 코발트 훼라이트를 결정화시켜 코발트 에피탁시얼 ${\gamma}-Fe_{2}O_{3}$ 입자를 제조하 였다. 피착층인 $Co_{x}Fe_{3-x}O_{4}$의 보자력은 x=1인 조성에서 가장 우수한 특성을 나타내었다. 반응 분위기를 초기 비산화성에서 산화성 분위기로 제어하여 제조한 시료의 자기 특성이 가장 우수하였으며 반응온도 $90^{\circ}C$에서 30분간 반응하면 ${\gamma}-Fe_{2}O_{3}$ 입자표면상에서의 코발트 훼라이트 피착 반응이 완료되었다.
침상형의 ${\gamma}-Fe_{2}O_{3}$ 입자를 $Co^{+2}/Fe^{+2}$의 몰비가 0.5인 2가 금속혼합용액을 함유하는 알카리성 용액에서 $90^{\circ}C$로 가열하였다. 코발트 함량이 증가함에 따라 생성물의 보자력은 거의 직선적으로 증가하였으며 비표면적은 감소하였다. 코발트 훼라이트는 ${\gamma}-Fe_{2}O_{3}$ 결정 표면상에 에피탁시얼하게 성장되며, 보자력의 증가는 피착층인 코발트 훼라이 트의 결정 자기이방성에 기인하는 것으로 사료된다. 당량비 2이상에서 우수한 자기적 특성을 기대할 수 있 었으며 반응공정도 코발트 훼라이트 에피탁시얼 산화철의 보자력 특성에 영향을 미친다. $Co-{\gamma}-Fe_{2}O_{3}$의 온도 및 경시변화에 대한 안정성은 피착층 조성에 의해 크게 지배된다.
마이크로웨이브 Mg-Mn훼라이트에서 비자성 이온인 알루미늄으로 Fe 이온을 치환하여 포화자화를 낮출 수 있다. 이것은 마이크로웨이브 훼라이트의 사용 주파수 영역의 확장을 위해 필요하다. 이때 다른 특성의 변화가 수반되는 것은 검토해 봐야 할 점중의 하나이다. 본 연구에서는 MgO: MnO : $Fe_2O_3$를 1.0:0.1:0.95몰비로 제조한 마이크로 웨이브 훼라이트[화학식:$(MgO)_{1.0}(MnO)_{0.1}(Al_xFe_{1.9-x}O_{2.85}$]에서 AI을 0.1에서 0.4까지 첨가한 경우의 전기적.자기적 특성을 미세조직과 아울러 조사하였다. 포화자화 값은 첨가량에 따라 감소하였으며 강자성공명 선폭도 마찬가지였다. $H_c$ 값은 첨가량 0.2이상에서 103.48A/m(1.3Oe)이하로 나타났으며 각형비는 모두 우수하였다. 공명자기장은 첨가량에 따라 거의 변화가 없었다. 이상고 같은 실험결과로부터 적절한 조성범위에서 각각의 물성을 조합하여 넓은 범위의 마이크로웨이브 소자에 응용할 수 있는 제반 물성을 얻을 수 있었다.
철강산세작업중 발생하는 폐산세용액의 재활용중 산화철이 부산물로 생산되고 있다. 이 산화철은 안료 및 훼라이트원료로 사용되고 있다. 훼라이트원료로 사용되는 산화철은 불순물을 엄격히 제한하고 있다. 본 연구에서는 산화철의 주요 불순물인 실리카 및 기타성분을 제거하기 위하여 폐산세용액에서 여과법, 흡착매체법, Fe leaching, 중화법 등 여러 가지 제거방법으로 불순물제거 실험을 하여, 각 방법의 효과를 고찰하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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