• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 추계학술대회 논문집 Vol.16
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• pp.267-270
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• 2003

We have studied the interfacial diffusion phenomena and the role of ${\alpha}-Al_2O_3$ buffer layer as a diffusion barrier in the $Ba-ferrite/SiO_2$ magnetic thin films for high-density recording media. In the interface of amorphous Ba-ferrite ($1900-{\AA}-thick)/SiO_2$ thin film during annealing, the interfacial diffusion started to occur at ${\sim}700^{\circ}C$. As the annealing temperature increased up to $800^{\circ}C$, the interfacial diffusion abruptly proceeded resulting in the high interface roughness and the deterioration of the magnetic properties. In order to control the interfacial diffusion at the high temperature, we introduced ${\alpha}-Al_2O_3$ buffer layer ($110-{\AA}-thick$) in the interface of $Ba-ferrite/SiO_2$ thin film. During the annealing of $Ba-ferrite/{\alpha}-Al_2O_3/SiO_2$ thin film even at ${\sim}800^{\circ}C$, the interface was very smooth. The smooth interface of the film was also clearly shown by the cross-sectional FESEM. The magnetic properties, such as saturation magnetization 3nd intrinsic coercivity, were also enhanced, due to the inhibition of interfacial diffusion by the ${\alpha}-Al_2O_3$ buffer layer. Our study suggests that the ${\alpha}-Al_2O_3$ buffer layer act as a useful interfacial diffusion barrier in the $Ba-ferrite/SiO_2$ thin films.

• 한국자기학회지
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• 제11권3호
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• pp.129-133
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• 2001

본 연구에서는 TiO$_2$ 하지층이 첨가된 hexagonal barium-ferrite(BaM) 박막을 RF/DC magnetron sputtering system을 이용하여 상온에서 증착한 후, 여러 온도에서 열처리하여 결정화하였다. BaM박막에 TiO$_2$ 하지층을 첨가하여 열처리한 경우 Si와 BaM의 (006), (106), (114), (217), (2011) peak들이 사라지고 (008)의 intensity가 낮아졌으며 SiO$_2$와 (116), (302)의 peak들이 성장하였음을 XRD pattern을 통하여 알 수 있었다. BaM 박막의 자기적 특성을 VSM을 통하여 알아본 결과, 보자력, 잔류자화, 각형비 등의 자기적인 특성들은 수직에 비해 수평이 더 좋게 나타났는데, 이러한 결과로 박막면에 평행한 방향으로의 자화용이축이 존재하고 있다는 것을 알 수 있었다. SEM을 통하여 증착압력 및 열처리 시간에 따른 결정화 정도와 자기적 특성을 알아본 결과 5 mTor 보다 10 mTrr에서 더 좋게 나타났으며, 열처리를 시작한 뒤 10분 이내에 750 $^{\circ}C$ 이상에서 대부분의 특성변화가 일어났음을 알 수 있었다.

• 한국자기학회지
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• 제11권3호
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• pp.122-128
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• 2001

본 연구에서는 여러 하지층이 첨가된 hexagonal barium-ferrite(BaM) 박막을 RF/DC magnetron sputtering system을 이용하여 상온에서 증착한 후, 850 $^{\circ}C$에서 10분간 열처리하여 결정화하였다. BaM 박막에 여러 하지층을 첨가하여 고온 열처리한 경우 수평방향의 (107), (114) peak과 수직방향의 (006), (008) peak이 같이 관찰되어 결정이 random한 방향으로 성장되었다는 것을 알 수 있었다. BaM 박막의 자기적 특성을 VSM을 통하여 알아본 결과, 보자력 , 잔류자화, 각형비 등의 자기적인 특성들은 수직에 비해 수평이 좀더 좋게 나타났는데, 이러한 결과로 박막면에 평행한 방향으로의 자화용이축이 존재하고 있다는 것을 알 수 있었다. SEM과 AFM을 통하여 표면의 모양을 살펴본 결과 grain size는 박막의 두께가 두꺼워지면서 증가하였으며, 300 $\AA$ 두께에서 판상모양과 긴 모양의 grain들이 관찰되었다. 이러한 grain 모양은 박막의 두께가 600$\AA$으로 증가할 때까지 계속되는 것을 관찰하였으나, 1500$\AA$의 두께에서는 단지 긴 모양의 grain들만이 관찰되었다.

• Journal of Magnetics
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• 제7권2호
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• pp.51-54
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• 2002

The crystallization of amorphous Ba-ferrite/sapphire(001) thin films was studied in real-time synchrotron x-ray scattering experiments. In the sputter-grown amorphous films, we found the existence of epitaxial $Fe_3O_4$ interfacial crystallites (50-${\AA}$-thick), well aligned $[0.03^circ$full-width at half-maximum (FWHM)] to the sapphire [001] direction. The amorphous precursor was crystallized to epitaxial Ba-ferrite and \alpha-Fe_2O_3$grains in two steps; i) the nucleation of crystalline \alpha-Fe_2O_3$ phase started at $300^circ{C}$ together with the transformation of the $Fe_3O_4$ crystallites to the \alpha-Fe_2O_3$ crystallites, ii) the nucleation of Ba-ferrite phase occurred at temperature above $600^circ{C}$. In the crystallized films irrespective of the film thickness, the crystal domain size of the \alpha-Fe_2O_3$grains was about 250 ${\AA}$ in the film plane, similar to that of the Ba-ferrite grains.

• 한국자기학회지
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• 제16권6호
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• pp.283-286
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• 2006

고밀도 자기기록용 Ba-페라이트/$SiO_{2}$ 자성박막에서 계면확산 장벽으로써 ${\alpha}-Al_{2}O_{3}$ 버퍼층의 역할을 연구하였다. 열처리동안 $1900{\AA}$의 두께를 가진 비정질 Ba-페라이트/$SiO_{2}$ 박막에서 계면확산은 약 $700^{\circ}C$에서 일어나기 시작하였다. 열처리온도를 $800^{\circ}C$까지 증가시켰을 때, 계면확산은 자기특성을 저하시킬 정도로 급격히 진행되었다. 고온에서의 계면확산을 억제하기 위하여, $110{\AA}$ 두께의 ${\alpha}-Al_{2}O_{3}$ 버퍼층을 Ba-페라이트/$SiO_{2}$ 박막의 계면에 증착하여 사용하였다. Ba-페라이트/${\alpha}-Al_{2}O_{3}/SiO_{2}$ 박막에서는 $800^{\circ}C$의 고온까지 열처리하여도 계면확산이 심각하게 일어나지는 않았다. ${\alpha}-Al_{2}O_{3}$ 버퍼층에 의하여 계면확산이 억제되기 때문에 Ba-페라이트 자성박막의 포화자속밀도와 보자력이 향상되었다. 따라서 Ba-페라이트/$SiO_{2}$ 박막의 계면에서 ${\alpha}-Al_{2}O_{3}$ 버퍼층은 $SiO_{2}$ 기판 성분의 계면확산 장벽으로 사용될 수 있다.

• 한국자기학회지
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• 제15권2호
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• pp.125-129
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• 2005

$A1_2O_3$ 기판을 하지층으로 하는 Ba-ferrite 박막을 pulsed laser deposition system으로 제조하여 결정학적 및 자기적 성질을 SEM, $M\ddot{o}ssbauer$ 분광법 및 VSM을 사용하여 연구하였다. Ba-ferrite박막은 $A1_2O_3$ 기판위에 PLD를 이용하여 기판온도 $400^{\circ}C$, 산소압력 0.1 Torr로 증착 하였고 증착 시간을 달리하여 두께 조절하였다. Ba-ferrite 박막은 5분 증착한 시료에서만 판상으로 결정이 형성되었음을 볼 수 있고 그보다 두꺼운 시료의 경우에는 침상모양과 판상모양이 임의의 방향으로 혼재되었음을 확인하였다. $M\ddot{o}ssbauer$ssbauer 분광법으로부터 측정된 Ba-ferrite결정 내 Fe 원자의 스핀 방향은 두께가 얇을수록 판상의 결정이 많이 존재하여 기판에 수직으로 정렬하려는 경향을 보이고 있다. VSM으로 측정한 자기이력곡선은 판상과 침상의 상이한 2가지 형태가 공존하는 것으로 나타났다.

• 한국입자에어로졸학회지
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• 제6권1호
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• pp.21-27
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• 2010

New process consisting of electrospray and epitaxial crystal growth processes was applied to the preparation of c-plane oriented barium ferrite ($BaFe_{12}O_{19}$) thin film for high density magnetic recording media. Sodium citrate aided process was proper to preparation of amorphous $BaFe_{12}O_{19}$ nanoparticles with geometric mean diameter of 3 nm and geometric standard deviation of 1.1. The electrospray was applicable to the prepare of amorphous $BaFe_{12}O_{19}$ thin film on a substrate, and the film thickness could be controlled by adjusting the electrospray deposition time. The c-plane oriented $BaFe_{12}O_{19}$ thin film was successfully prepared by 3 step annealing process of the $BaFe_{12}O_{19}$ amorphous film on a sapphire($Al_2O_3$) substrate; annealing at $350^{\circ}C$ for 30 min, annealing at $500^{\circ}C$ for 30 min, and annealing at $700^{\circ}C$ for 60 min.

• 한국세라믹학회:학술대회논문집
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• 한국세라믹학회 2000년도 추계총회,초청강연,특별강연,연구발표회
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• pp.45.2-45
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• 2000

• 한국자기학회지
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• 제13권2호
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• pp.64-69
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• 2003

Si 기판 위에 $\alpha$-Fe$_2$O$_3$을 하지층으로 하는 Ba-ferrite 박막을 pulsed laser deposition system으로 제조하여 결정학적 및 자기적 성질을 X선 회절, SEM, Mossbauer 분광법 및 VSM을 사용하여 연구하였다. $\alpha$-Fe$_2$O$_3$박막은 Si 기판위에 PLD를 이용하여 기판온도 400 $^{\circ}C$, 산소압력 0.1 Torr로 5분간 증착 하였고 그 위에 두께를 달리하여 Ba-ferrite 박막을 제조하였다. Ba-ferrite 결정은 가늘고 긴 모양의 결정립들로 형성되었으며 두께에 따라 그 모양과 상태가 변화하였다. Mossbauer 분광법으로부터 Ba-ferrite 결정내의 Fe 원자의 스핀 방향은 두께가 얇을수록 하지층의 영향으로 기판에 수직으로 정렬하려는 경향을 보이고 있음을 확인하였다. 자기이력곡선의 각형비 역시 두께가 얇을수록 더 크며 이러한 특성은 수평에 비하여 수직의 경우가 더 강하게 나타났다. 보자력 역시 같은 경향을 보이나 포화자화의 값은 수평의 경우에 더 큰 값을 나타내었다. 결정구조는 Magnetoplumbite로서 두께가 작아질수록 결정상수 $\alpha$는 감소하고 c는 증가하는 경향을 보였다.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2000년도 International Symposium on Magnetics The 2000 Fall Conference
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• pp.427-428
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• 2000