본 논문에서는 NFC 나 핸드폰, 컴퓨터 등의 정보통신기기에 사용하기 위한 높은 주파수 대역의 전자파 차폐 필름을 개발하기 위하여, 주로 자계를 차폐할 수 있는 니켈 및 실리콘과 철의 합금의 연자성 특성을 연구함에 있어 최적의 합금조성으로 Fe-Si-Cr 합금과 Fe-Ni-Cr 합금의 자성특성에 대하여 연구하였고, 그 결과에 의하여 결정된 합금의 조성비에 따라 각 합금을 용융상태에서 수분산시켜 원형 편상의 연자성 합금분말을 만들었으며, 그들을 수지에 함침시키고 가열 회전 롤러를 이용한 캘린더 가공법으로 두께 0.1 mm 및 1 mm 의 필름을 만든 다음, 저주파에서부터 10GHz 마이크로파대역까지의 전자파에 대한 투자율과 차폐율에 대하여 연구하였다. 또한 본 논문에서는 합금 분말입자의 제조에 앞서, 합금의 투자율을 예측할 수 있는 식을 제안하였으며, 그 식의 합리성을 증명하기 위해 MATLAB을 이용하여 기 발표된 합금들의 투자율과 주파수 특성을 비교적 정확하게 기술하고 있음을 보였고, 그로부터 가장 이상적인 합금의 조성비를 결정하고, 분말입자가 수지에 함침된 필름의 투자율 역시 계산하였다. 전자파 차폐 수지 필름의 차폐율(Shielding Effectiveness)에 대한 시뮬레이션은 HFSS를 이용하였다.
Ni-C composite films were prepared by co-deposition using a combined technique of plasma CVD and ion beam sputtering deposition. Depending on the deposition conditions, Ni-C thin films manifested three kinds of microstructure: (1) nanocrystallites of non-equilibrium carbide of nickel, (2) amorphous Ni-C film, and (3) granular Ni-C film. The electrical resistivity was also found to vary from about $10^2{\mu}{\Omega}cm$ for the carbide films to about $10^4{\mu}{\Omega}cm$ for the amorphous Ni-C films. The Ni-C films deposited at ambient temperatures showed very low TCR values compared with that of metallic nickel film, and all the films showed ohmic characterization, even those in the amorphous state with very high resistivity. The TCR value decreased slightly with increasing of the flow rate of $CH_4$. For the films deposited at $200^{\circ}C$, TCR decreased with increasing $CH_4$ flow rate; especially, it changed sign from positive to negative at a $CH_4$ flow rate of 0.35 sccm. By increasing the $CH_4$ flow rate, the amorphous component in the film increased; thus, the portion of $Ni_3C$ grains separated from each other became larger, and the contribution to electrical conductivity due to thermally activated tunneling became dominant. This also accounts for the sign change of TCR when the filme was deposited at higher flow rate of $CH_4$. The microstructures of the Ni-C films deposited in these ways range from amorphous Ni-C alloy to granular structures with $Ni_3C$ nanocrystallites. These films are characterized by high resistivity and low TCR values; the electrical properties can be adjusted over a wide range by controlling the microstructures and compositions of the films.
Equiatomic FePt and CoPt alloy thin films have received considerable attention as possible magnetic and magneto-optic recording because of their high magnetic anisotropy energy and high coercivity. The high coercivity in these thin films is due to the presence of finely dispersed ordered FePt phase mixed with disordered FePt phase. However, a high temperature treatment, either substrate heating during deposition or post annealing, is needed to obtain the ordered L1$\_$0/ phase with high value of magneto crystalline anisotropy. Recent microstructural studies on these films suggest that the average grain size ranges from 10-50 nm and the grains are magnetically coupled between each other. On the other hand, the ultrahigh-density magnetic recording media with low media noise imposes the need of a material, which consists of magnetically isolated grains with size below 10 nm. The magnetic grain isolation can be controlled by the amount of additional non-magnetic element in the system which determines the interparticle separation and therefore the interparticle interactions. Recently, much research work has been done on various non-magnetic matrices. Preliminary studies showed that the samples prepared in B$_2$O$_3$ and Carbon matrices have shown strong perpendicular anisotropy and fine grain size down to 4nm, which suggest these nanocomposite films are very promising and may lead to the realization of a magnetic medium capable of recording densities beyond 1 Tb/in$^2$. So, in this work, the effect of Carbon doping on the magnetic properties of FePt nanoparticles were investigated.
Ta을 미량 첨가한 Co-Cr-Ta 박막의 높은 수직보자력의 원인을 알아보기위하여 회전우력자력계 (torque magnetometer)와 진동시료형 자력계(VSM)를 이용하여 Co-Cr 박막과 Co-Cr-Ta 박막의 수직자기이방 성에너지를 조사하였다. Co/sub 81.7/Cr/sub 16.7/Ta/sub 1.6/ 박막의 수직이방성에너지는 동일 기판온도에 서 성막한, 비슷한 용질원자량의 Co/sub 81/Cr/sub 19/ 박막보다 높았다. 그 원인을 분석하기 위하여 as- sputtered 상태의 박막들을 annealing 처리한 후 수직자기이방성에너지의 변화를 조사하였다. annealing 처 리에 의해 수직자기이방성에너지는 감소하였다. 이러한 annealing 처리에 의한 수직자기이방성에너지의 감 소량은 CoCrTa 박막의 경우 더 켰으며, annealing 처리후의 수직자기이방성에너지는 이원계 및 삼원계 박막 에서 비슷한 값을 보였다. 이는 Ta 첨가에 의해 as-sputtered 박막내 용질원자의 편석(segregation) 정도가 증가하며, 이러한 편석 의 증가로 박막내에 형태자기이방성의 기여가 증가하여 수직자기이방성에너지의 증가가 있었던 것으로 해석 된다. 또한 이 러한 용질원자의 편석의 증가에 의한 수직자기이방성에너지의 증가로 박막의 보자력도 증가 한 것으로 생각된다.
초연자성을 띠는 코네틱(Conetic; NiFeCuMo) 박막을 상호 중간층으로 강자성체인 CoFe 또는 NiFe 박막 사이에 삽입한 코닝 유리(Corning glass)/Ta(5 nm)/[CoFe or NiFe(5 nm-t/2)]/NiFeCuMo(t = 0, 4, 6, 8, 10 nm)/[CoFe or NiFe(5 nm-t/2)]/Ta(5 nm) 3층 박막구조에 대한 자기적 특성을 조사하였다. CoFe와 NiFe 박막의 자기적 특성은 박막의 두께에 따라 크게 결정되므로 자화 곤란축과 자화 용이축으로 측정된 이방성 자기저항 곡선으로부터 얻은 보자력과 자화율을 각각 비교하였다. 특히 3층 박막구조에서 NiFe 박막 사이에 자유층으로 NiFeCuMo 박막을 삽입하면 높은 자기저항비를 유지하면서 향상된 자장감응도를 유지하는 고감도 바이오센서용 거대자기저항-스핀밸브(giant magnetoresistive-spin valves; GMR-SV) 및 자기터널접합(magnetic tunnel junction; MTJ) 소자로 활용할 수 있다.
Co90Fe10 단일박막층은 고진공 RF magnetron sputtering 장비를 이용하여 여러 가지 기판(glass, Si, polyimide) 위에 적층되었고 ~1000$\AA$ 두께를 가진 Co90Fe10 박막은 우수한 고주파 자기특성을 나타내었다. 10$\times$[100 nm co90Fe10/ 100 nm SiO2] 다층 박막의 자화값은 예측된 값과 거의 일치하였으며 Han값(=124 Oe)도 예측된 30$\leq$Han$\leq$125 Oe 범위 내에 있음을 알 수 있었다. 자성 다층 박막의 자화율(=$\mu$,=$\mu$,-j$\mu$r")의 주파수 특성은 자성 다층 박막과 도체로 이루어진 층상구조를 갖는 microstrip line을 network analyzer에 연결하여 전송 특성(S11, S21 파라미터)을 측정함으로써 얻어졌다. $\mu$,"의 주파수 특성은 S-파라미터로 분석되는 magnetic absorption으로부터 얻어졌다. 또한 $\mu$r'의 주파수 특성은 Kramers-Kronig 관계식을 사용하여 $\mu$r"의 주파수 특성으로부터 계산되었다. 이와 같이 얻어진$\mu$r의 주파수 특성 (static 자화율, 공진 주파수)은 계산에 의해서 얻어진 값들과 잘 일치된다는 것을 확인하였다.일치된다는 것을 확인하였다.
전자빔 증착법을 사용하여 10nm두께의 Ti과 18nm두께의 Co를 Si(100)기판에 증착한 후, $N_{2}$분위기에서 $900^{\circ}C$, 20초 급속 열처리하여, Co/Ti 이중금속박막의 역전을 유도함으로서 $CoSi_{2}$박막을 형성하였다. 4점 탐침기로 측정한 면저항은 3.9Ω/ㅁ 었으며, 열처리 시간을 증가해도 이값은 유지하여 열적 안정성을 나타내었다. XRD 결과는 형성된 실리사이드는 기판과 에피관계를 갖는 $CoSi_{2}$상 임을 보였으며, SEM 사진은 평탄한 표면을 나타내었다. 단면 TEM 사진은 기판위에 형성된 박막층은 70nm 두께의 $CoSi_{2}$ 에피박막과 그위에 두개의 C0-Ri-Si합금층등 세개의 층으로 되어 있음을 보였다. AES 분석은, 기판상의 자연산화막을 형성할 수 있었음을 보여주었다. AES분석은, 기판상의 잔연산화막이 열처리초기, Ti에 의해 제거된후 Co가 원자적으로 깨끗한 Si기판에 확산하여 $CoSi_{2}$에피박막을 형성할 수 있었음을 보여주었다. $700^{\circ}C$, 20초 + $900^{\circ}C$, 20초 이중 열처리를 한 경우, $CoSi_{2}$결정성장으로 면저항값은 약간 낮아졌으나, 박막의 표면과 계면이 거칠었다. 이 $CoSi_{2}$에피박막의 실제 소자에의 적용방안과 막의 역전을 통한 에피박막형성의 기제를 열역학 및 kinetics 관점에서 고찰하였다.
According to its merits about high curing speed and low emission of volatile organic compounds, UV curable inorganic-organic coating technology has been developed as an alternative for toxic and carcinogenic chromate-based treatments for years. It is consistently observed that ultra-thin films offer excellent corrosion protection as well as paint adhesion to metals. Based on the tetra-ethylorthosilicate(TEOS) and methacryloxypropyl trimethoxysilane(MPTMS), inorganic sol was synthesized and formed hybrid networks with UV curable acrylic monomer, 6-hexanediol diacrylate(HDDA), trimethylolpropane triacrylate(TMPTA), pentaerylthritol triacrylate(PETA). Several methods were used to test their properties such as salt spray test, potentiodynamic measurement, tape peel test, etc. It was shown that anti-corrosive property and stability of storage were affected by the molecular ratios of inorganic and organic compounds. It was not only the stability of storage, but had a excellent anti-corrosive, paint adhesive, and anti-solvent properties in a final molar ratios of 0.6/0.04/0.86/0.005 (TEOS/MPTMS/Acetone/HNO3) and 0.08/0.106/0.081/0.02 (TMPTA/HDDA/PETA/photo initiator).
50 nm pitch의 magnetic dot pattern을 갖는 hard disk drive용 patterned media를 nanoimprint lithography(NIL) patterning과 electroplating 공정을 이용하여 제작하고 자기 및 결정구조 특성을 관찰하였다. Patterned media는 Si(100) wafer 위에 Ru(20nm)/Ta(5 nm)/$SiO_2$(100 nm)를 순차적으로 증착한 후 nanoimprint lithography를 이용하여 25 nm half pitch의 hole pattern을 형성하고 그 후 패터닝된 기판을 plasma ashing 공정을 이용하여 기판의 Ru층을 노출시킨뒤 electroplating을 이용하여 Co-Pt 합금막을 증착하여 제작하였다. Magnetic force microscopy(MFM) 분석을 이용하여 제작된 각각의 magnetic dot pattern이 single domain 특성과 수직자기이방성을 가지고 있음을 확인하였고, superconducting quantum interference device(SQUID) 분석을 통하여 2900 Oe이상의 높은 수직방향 보자력을 확인하였다.
This study was to investigate the surface properties of electrochemically oxidized Ti-6Al-7Nb alloy by anodic spark discharge technique. Anodizing was performed at current density 30 $mA/cm^2$ up to 300 V in electrolyte solutions containing $DL-{\alpha}$-glycerophosphate disodium salt hydrate($DL-{\alpha}$-GP) and calcium acetate (CA). Hydrothermal treatment was done at $300^{\circ}C$ for 2 hrs to produce a thin outermost layer of hydroxyapatite (HA). The bioactivity was evaluated from HA formation on the surfaces in a Hanks' solution with pH 7.4 at $36.5^{\circ}C$ for 30 days. The size of micropores and the thickness of oxide film increased and complicated multilayer by increasing the spark forming voltage. Needle-like HA crystals were observed on anodic oxide film after the hydrothermal treatment at $300^{\circ}C$ for 2 hrs. When increasing $DL-{\alpha}$-GP in electrolyte composition, the precipitated HA crystals showed the shape of thick and shorter rod. However, when increasing CA, the more fine needle shape HA crystals were appeared. The bioactivity in Hanks' solution was accelerated when the oxide films composed with strong anatase peak with presence of rutile peak. The increase of amount of Ca and P was observed in groups having bioactivity in Hanks' solution. The Ca/P ratio of the precipitated HA layer was equivalent to that of HA crystal and it was closer to 1.67 as increasing the immersion time in Hanks' solution.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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