FeMn based spin valves often consist of a NiFe/FeMn/NiFe trilayer structure. We have investigated the evolution of exchange bias at the bottom and top interfaces in the NiFe(5nm)/FeMn(x)/NiFe(5nm) trilayer structure as a function of FeMn thickness in the range 3 nm to 30 nm. The XRD results indicate (111) textured growth for NiFe and FeMn layers. The magnetization studies using VSM show two hysteresis loops corresponding to the bottom NiFe seed layer and top NiFe layers with greater bias for the bottom NiFe layer, for FeMn thickness equal to and above 5 nm. The larger exchange bias for the bottom seed layer is confirmed by the surface sensitive MOKE hysteresis loop measurements which show gradual weakening of the MOKE hysteresis loop for the bottom NiFe layer with increasing FeMn thickness. The observed large exchange bias in a spin valve structure is usually attributed to the pinning NiFe layer on top of the FeMn layer, even when a NiFe seed layer of a few nm thickness is present, whereas, in reality it may be arising from the bottom seed layer, as shown by the present study.
산소자리에 치환된 불소가 $Li_{1-x}FeO_2Li_xMnO_2$ (Mn/(Mn + Fe) = 0.8) 양극 활물질에 미치는 영향을 고찰하기 위해 다양한 양의 불소를 치환시킨 $Li_{1-x}FeO_{2-y}F_y-Li_xMnO_2$ (Mn/(Mn + Fe) = 0.8, $0.05{\le}y{\le}0.15$) 양극 활물질을 고상법을 이용하여 합성하였다. 불소 미치환 시료 및 치환양이 0.05와 0.1의 시료의 경우, $1-1.5\;{\mu}m$ 크기의 막대 형상 분말 형태에 50-100 nm정도의 작은 구형 입자들이 주위에 분포되어 있는 형태이었다. 반면, 불소 치환양이 0.15인 시료의 경우, 그 모양이 구형으로 변화되어지며 입자가 급격하게 성장하였다. 합성된 시료를 이용하여 제작된 셀들의 충 방전 수행 결과, $Li/Li_{1-x}FeO_{1.9}F_{0.1}-Li_xMnO_2$ 셀이 163 mAh/g의 가장 높은 초기용량을 보였으며 50 싸이클 후에도 95%의 높은 가역 특성을 보였다. 특히, 활물질내의 불소 치환양이 증가할수록 초기 방전용량도 같이 증가하였으나, 불소이온의 치환양이 일정량을 (y>0.1) 넘는 경우에는 산소 자리에 불소이온이 완전하게 치환되지 못하고 불순물로 존재함으로써 전지의 가역특성을 현저하게 저하시키는 요인으로 작용함을 확인하였다.
본 연구에서는 대표적인 수직자기 이방성 물질인 $[Pd/Co]_5$ 초격자 다층박막 구조에서 교환 바이어스 현상을 연구하기 위해 Si/$[Pd/Co]_5$/FeMn 구조의 시료를 제작하고, FeMn 층의 두께 변화에 따른 교환바이어스의 변화에 대한 연구를 자기이력곡선의 측정을 통해 수행하였다. 그리고 수직자기 이방성을 최적화하기 위해 Pd의 두께를 1.1 nm로 고정하고 강자성인 Co의 두께 변화에 따른 수직자기이방성 변화를 고찰하였다. 그 결과, FeMn 층이 없을 때 Co의 두께 0.3 nm에서 가장 큰 보자력을 보였다. FeMn 층의 두께를 고정시킨 후 Co의 두께 변화를 관찰하였을 때도 0.3 nm일 때 가장 큰 교환 바이어스가 관찰되었다. FeMn 층의 두께 변화에 대해서는 FeMn 층의 두께가 5 nm일 때 보자력이 가장 크게 나타났으며, 그 이상에서는 일정한 값을 가졌다. FeMn 층의 두께가 3 nm 이하일 때는 교환바이어스 효과가 관찰되지 않았으며, 15 nm가 될 때까지 지속적으로 증가하는 결과를 관찰하였다.
이온빔 증착법으로 제작한 코닝유리(Corning glass)/Ta(5 nm)/NiFe(7 nm)/FeMn(25 nm)/Ta(5 nm) 다층박막 구조에서 반강자성체 FeMn층 증착시 인가한 일축 이방성 자기장 방향에 따른 강자성체 NiFe층의 자화 스핀배열 의존성을 조사하였다. NiFe층과 FeMn 층 증착시 인가한 자기장 방향을 달리한 각도는 각각 $0^{\circ},\;45^{\circ},\;90^{\circ}$였다. 용이축 MR(magnetoresistaice) 곡선으로부터 얻은 교환결합세기(Hex)는 증착 자기장 각도가 $45^{\circ}$일 때 40 Oe로, $90^{\circ}$일 때는 거의 0 Oe로 감소하였다. 반면에 곤란축 MR 곡선으로부터 얻은 $H_{ex}$ 값은 증착 자기장 각도가 $45^{\circ}$일 때 35 Oe로, 90o일 때는 79 Oe로 증가하였다. 강자성체 층의 용이축과 반강자성체 층의 일축 이방성 방향이 $90^{\circ}$ 차이가 나는 계면에서도 FeMn층이 NiFe층의 자기모멘트 스핀방향을 회전시켜 교환결합 이방성 효과가 발생함을 알 수 있었다.
Granular feromagnets는 non-magnetic maxtrix 안에 nanometer-sized의 ferromagnetic grain들 구성된다. Co-Cu,Co-Ag, Fe-Ag, NiFe-Ag $^1$을 포함하는 이미 알려진 다른 Granular 금속 합금들의 giant magnetoresistance 에 관계하여 Granular feromagnets 에 대해 조사하였다. Bulk상태의 NiFe와 Mn 혼화되기 쉽다.$^2$ 그리고 Mn은 열처리된 다층박막의 NiFe의 lattice에 쉽게 수용되어진다.$^3$ 이번 실험에서는 metastable한 fcc solid solution NiFe-Mn 박막이 열처리 하에서 NiFe과 Mn으로 분리되었다. (중략)
전라북도 전주시 지역의 만경강 하천변 충적 대수층에 심도 30m까지 설치된 다중 심도 관정을 이용하여 산화-환원 환경과 관련된 지하수의 생물지구화학적 특성을 조사하였다. 대체로 용존 산소(DO)가 1 mg/L이하의 혐기성 환경이 지배적이었으며, 10-20m 구간에서는 높은 농도의 Fe($14{\sim}37mg/L$)와 Mn($1{\sim}4mg/L$)이 나타나고 그 하부에서는 S(-II) 이온이 검출되었다. 용존 Fe와 Mn이 높은 구간에서는 $O_2,\;NO_3$가 거의 없고, 퇴적물내의 Fe와 Mn의 함량은 심도에 따라 큰 차이 없이 분포하고 있어 전자수용체로서 이용된 Fe(III), Mn(IV)의 환원에 의해 지하수내의 용존 Fe와 Mn의 농도가 높아진 것으로 볼 수 있다. 용존 농도에서 Mn이 Fe에 비해 상대적으로 농도가 높게 나타나는 구간이 더 넓다. 환원 과정에서 전자공여체(electron donor)로 이용될 수 있는 유기 탄소(DOC) 농도가 지하수면 부근에서 급격히 감소하는 것으로 보아 지하수내 유기물은 상부에서 유입되는 것으로 보인다. 20m 하부에서는 $SO_4$가 감소하고 S(-II) 이온이 검출되는 것으로 보아 상부 구간보다는 하부구간에서 $SO_4$ 환원작용이 활발함을 지시한다. 여러 산화-환원쌍으로부터 계산된 산화-환원 전위는 Fe를 포함하는 쌍들간을 제외하고는 모두 일치하지 않아 전체적으로 산화-환원적으로 비평형 상태에 있다고 볼 수 있다. 지하수면 부근을 제외하고는 siderite, rhodochrosite 등의 탄산염 광물의 포화지수가 -2에서 +1의 범위를 보여 이들 광물에 의해 각각 Fe(II), Mn(II) 이온의 농도가 지하수내에서 조절될 수 있음을 보여주며, 20m 하부 심도 구간에서 S(-II) 이온이 검출되는 지점에서는 Fe(II)의 경우 FeS 광물에 의해서도 농도가 조절될 수 있다.
본 연구에서는 교환 결합력을 갖는 CoFe/MnIr 박막 재료의 각도에 따른 강자성 공명 선폭 변화 특성을 분석하였다. 선폭의 최대 및 최소값은 교환 결합력에 의한 일방 이방성의 자화 곤란축 및 용이축 방향에서 각각 관측되었으며, 고정된 MnIr의 스핀에 의한 교환 바이어스 자기장의 각도 의존성과 일치하였다. 따라서, 최대 선폭은 고정된 MnIr 스핀의 반대 방향에서 자기장 방향으로 꼬여있는(twist) CoFe의 자화에 기인한다. 한편, CoFe 단일 박막에 비하여 증가된 최소 선폭은 각도 의존성이 없는 회전 이방성 자기장과 관련되며, 선폭 증가의 원인은 MnIr 입도의 자화 용이축 분포 특성으로 설명된다.
Effect of Fe and Mn contents on the tensile properties has been studied in Al-9wt%Si-0.3wt%Mg alloy. As Fe content of Al-9wt%Si-0.3wt%Mg-0.5wt%Mn alloy increased from 0.15wt% to 0.45wt%, tensile strength of as-cast alloy decreased from 192 MPa to 174 MPa, and elongation of the alloy also decreased from 4.8% to 4.2%. Decrease of these properties can be explained as the formation of plate shape, ${\beta}-Al_5FeSi$ phase with high Fe/Mn ratio of the alloy. However when Mn content of Al-9wt%Si-0.3wt%Mg-0.45wt%Fe alloy increased from 0.3wt% to 0.5wt%, tensile strength of T6 aged alloy increased from 265 MPa to 275 MPa, and elongation of the alloy increased from 2.3% to 3.6%. These improvements attribute to chinese script, ${\alpha}-Al_{15}(Mn,Fe)_3Si_2$ phase shape-modified from ${\beta}-Al_5FeSi$ phase with low Fe/Mn ratio of the alloy.
이 연구에서는 KMnO4, H2O2, NaOH와 같은 산화제와 중화제를 사용하여 광산배수 내 Mn 제거효율을 확인하고 광산배수에 다량으로 존재하는 Fe2+의 영향을 파악하고자 하였다. 용액 내 Fe2+의 유무에 따라 Mn의 제거여부를 확인하기 위하여 초기농도 0.1 mM의 Mn2+ 용액을 준비하였다. 이때, 광산배수모사 용액의 Fe2+ 농도는 1 mM이 되도록 조성하였다. 산화제와 중화제의 주입량은 용액 내 Mn2+를 기준으로 각각의 몰비가 0.1, 0.67, 1.0, 2.0이 되도록 주입하였으며, Mn2+의 제거효율은 산화제인 KMnO4를 주입한 경우 최대 90%로 가장 높은 결과를 보였다. 산화제 주입 후 검은색의 MnO2 침전물이 형성되어 Mn2+의 산화제거를 확인하였고, 반응용액의 pH-Eh 조건에서 Mn 산화물인 Pyrolusite (MnO2)가 안정함을 확인하였다. 그러나 용액 내 Fe2+가 존재하는 광산배수 모사용액에서는 용액 내 Mn2+의 제거율이 6%로 매우 낮은 결과를 보였다. 이러한 결과는 Mn2+의 산화보다 Fe2+의 산화가 더욱 빠르게 진행되면서 Mn 산화물 형성을 저해하기 때문으로 판단된다. 산화제 및 중화제 주입 후 용액 내 Fe의 농도가 급격히 감소하는 결과는 Fe2+의 산화에 기인한 것으로 판단된다. 또한, Fe2+의 산화 과정에서 KMnO4의 Mn7+가 Mn2+로 환원되어 광산배수 모사 용액의 용존 Mn의 농도가 오히려 증가하는 결과를 보이기도 하였다. 이상의 결과로 보아, 용액에 존재하는 Mn을 제거하기 위해서는 산화법이 중화법보다 더 효과적이며, 광산배수에 존재하는 다량의 Fe2+를 먼저 제거한 후 용존 Mn의 제거를 진행하는 것이 효과적인 것으로 판단된다.
Orchardgrass 및 white clover에서 미량요소 Fe, Mn, Cu 및 Zn의 systematic variation 시비가 목초의 생육, 개화, 수량, 양분 함량 등에 미치는 영향 등을 구명하였다. 다량요소 양분을 동일량 시비한 조건에서 Fe/Cu(시험군-1), Mn/ Zn(시험군-2) 및 Fe+Cu/Mn+Zn(시험군-3) 시험에서는 systematic variation 방법으로 각 시험군 처리별 총 시비량을 0/100, 25/75, 50/50, 75/25, $100/0\% 비율로 나누어 시비처리 하였고, Fe/ Mn/Cu/Zn(시험군-4) 시험에서는 각 주성분의 처리 $70\%$, 기타 성분의 처리는 각각 $10\%$ (합계 $100\%$) 비율로 시비처리 하였다. 1. 처리별 목초 중 미량요소 함량은 일반적으로 white clover가 orchardgrass 보다 더 영향을 받았다 목초 중 Mn과 Cu-함량은 각 처리에 따라 뚜렷한 차이를 보였지만 Fe과 Zn-함량은 경미한 차이를 보였다. 2. Fe/cu 시험에서 white clover는 orchard-grass에 비해서 Cu-함량이 낮을 뿐만 아니라, 낮은 Cu 비율의 처리에서 Cu-함량과 수량이 심한 감소를 보였다. Mn/Zn 시험에서 $0/100\%$ 처리는 두 초종 공히 Mn-함량이 크게 감소되있고, 예취 회수가 갈수록 더 심해졌다. 특히 white clover는 본 1과 2보에서 언급한 Mn-결집 증상과 더불어 생육, 개화 및 수량이 불량한 것과 연관되었다. 3. Fe+Cu/Mn+Zn 시험에서는 처리별 Mn과 Cu-함량만 상대적으로 크게 차이를 보였다. 0/100과 100/0 처리에서 Cu와 Mn-함량이 각각 크게 낮아졌고, 이와 연관하여 특히 white clover는 생육, 개화 및 수량이 불량하였다. 낮은 Cu 및 Mn 시비의 부정적인 영향은 white clover가 orchardgrass보다 더 크게 나타났다. 4. Fe/Mn/Cu/Zn 시험에서는 처리된 각 주성분의 함량이 증가하였으며 특히 Mn-함량이 크게 증가하였다. 또한 각 주성분 처리($70\%$)에 따른 이들 함량의 증가는 다른 부성분($10\%$ 처리)들의 함량에 다소 부정적인 영향을 준 것으로 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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