• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제27권1호
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• pp.134-144
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• 2003

Reactive diffusion couples between Fe-5.8at.%Si and (Si wafer, $FeSi_2$, or FeSi alloy) were heat-treated at 1423k. The only layer of $Fe_3Si$ phase was formed in each diffusion couple. The width of $Fe_3Si$ layer was proportional to square root of diffusion time in each kind of diffusion couple. Growth rate of $Fe_3Si$ layer was relied on the concentration of Si in the supplied source of Si atoms. Interdiffusion coefficient of $Fe_3Si$ has been determined from the derived relation between growth rate constant and interdiffusion coefficient in this work. It was shown that the behavior of Kirkendall's void in $Fe_3Si$ layer was not affected by the kind of Si source. But solid solution $\alpha$ was formed in the diffusion couple between Fe-5.8 at.%Si and $Fe_3Si$ alloy. Kirkendall's voids in diffusional $\alpha$ were neglectively smaller than the case of $Fe_3Si$ phase growth.

• 한국자기학회지
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• 제12권4호
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• pp.132-136
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• 2002

유리기관 위에 이온 빔 증착(ion beam deposition ; IBD)법으로 제작한 버퍼층(buffer layer) Si의 두께에 따른 ［NiFe/FeMn/NiFe］3층박막의 결정성과 교환결합세기(exchange bias field ; H$_{ex}$)를 조사하였다. 버퍼층 Si는 NiFe층을 fcc(111)로 매우 우세하게 초기에 결정성장 시켰다. Si/NiFe 위의 증착된 FeMn층은 ${\gamma}$-fcc(111)구조로 성장함에 따라 안정되고 큰 H$_{ex}$를 가졌고, 버퍼 110 Oe로 거의 일정하였으며, 상부 FeMn/NiFe 이중구조의 H$_{ex}$는 300 Oe까지 증가하였다. 버퍼층이 Ta일 경우와 비교해서 Si일 때 H$_{ex}$와 결정성이 향상되었다.이 향상되었다.

• 한국자기학회지
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• 제17권3호
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• pp.124-127
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• 2007

비정질 $Co_{70.5}Fe_{4.5}Si_{15}B_{10}$층을 갖는 자기터널접합(magnetic tunneling junctions; MTJ)를 연구하였다. 비정질 자유층이 MTJ의 스위칭 특성에 미치는 영향을 중점적으로 이해하기 위하여 기존의 사용된 CoFe 그리고 NiFe층들을 대신하여 비정질 강자성체 CoFeSiB을 사용하였다. CoFeSiB은 CoFe과 NiFe보다 각각 낮은 포화자기장($M_s:\;560\;emu/cm^3$)과 높은 자기이방성 상수($K_u:\;0.2800\;erg/cm^3$)를 갖는다. CoFeSiB층들의 사이에 1.0 nm Ru층 삽입시 $-0.003\;erg/cm^3$ 교환결합에너지($J_{ex}$)를 나타내었다. $Si-SiO_2-Ta$ 45/Ru 9.5/IrMn 10/CoFe 7/$AlO_x$/CoFeSiB 7 또는 CoFeSiB (t)/Ru 1.0/CoFeSiB (7-t)/Ru 60(in nm) MTJ 구조의 터널접합에 대하여 실험 및 시뮬레이션 결과를 통하여 낮은 $J_{ex}$에 기인하는 스위칭 자기장(switching field; $H_{sw}$)의 시료 크기 의존성이 나타나는 것을 알 수 있었다. CoFeSiB 합성형 반강자성 구조는 micrometer뿐만 아니라 submicrometer 시료 크기영역에서도 보자력($H_c$)의 감소와 민감도를 증가 시킴으로써 자기 스위칭 특성에 유리한 것으로 확인 되었다.

• Journal of Magnetics
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• 제1권1호
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• pp.4-8
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• 1996

Employing the LMTO band method, we have studied electronic and magnetic properties of Fe/Si/Fe trilayer in which the z-direction is chosen to be (111) direction of FeSi with B2 phase, We have also determined electronic structure of bulk FeSi, as a reference material. The ground state of FeSi is paramagnetic insulator with a band gap of 0.05 eV. Band structures of Fe/Si/Fe with varying the thickness of the spacer layer reveal that the spacer layer is metallic, and the states along the growth direction do not disperse much reflecting a two-dimensional nature. Magnetic moment of Fe atom in the interfacial layer of Fe/Si/Fe is reduced a lot as compared to the bulk value, suggesting a strong hybridization between Fe and Si states. The geometry of the Fermi surface indicates that the magnetic coupling period of ~8ML (monolayers) in Fe/Si/Fe is explained with a short Fermi wave vector of bcc Si.

• 한국결정성장학회지
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• 제12권2호
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• pp.68-72
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• 2002

Iodine ($I_2$)을 이용한 기상성장법(chemical vapour transport CVT)으로 상용 FeSi$_2$분말로부터 $\beta$-$FeSi_2$ 및 $\alpha$-$FeSi_2$단결정을 제조하였다 $FeSi_2$ 분말은 iodine과 함게 석영 ampoule에 넣은 후 진공배기하여 two-zone 전기로 내에서 기상성장 시켰다. CVT법에 의한 기상성장시 고온부분의 source측 온도는 $1050^{\circ}C$이었으며 $\beta$-$FeSi_2$와 $\alpha$-$FeSi_2$ 단결정이 얻어지는 성장측 온도는 각각 $750^{\circ}C$ 및 $950^{\circ}C$이었다. 이때 얻어진$\alpha$-$FeSi_2$ 단격정은 $l0\times10 \textrm{mm}^2$크기의 판상결정이었고 orthorhombic 구조의 $\beta$-$FeSi_2$, 단결정은 길이 10mm의 needle형 결정임을 알 수 있었다. $\alpha$-$FeSi_2$ 단결정의 조성을 EPMA로 조사한 결과 Si이 화학양론비보다 많은 $FeSi_{2.58}$ 이었다. CVT법으로 합성된 $\beta$-$FeSi_2$ 격정의 승온에 따른 상의 안정성을 조사한 결과 $930^{\circ}C$ 이상에서 $\alpha$-$FeSi_2$로 상변태함을 알 수 있었다.

• 한국자기학회지
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• 제15권6호
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• pp.315-319
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• 2005

본 연구에서는 자기터널접합(MTJs; magnetic tunnel junctions)의 스위칭 자기장($H_{SW}$)을 감소시키기 위하여 자유층으로 비정질 강자성 $Co_{70.5}Fe_{4,5}Si_{15}B_{10}$ 단일(single) 및 합성형 반강자성(SAF; synthetic antiferromagnet) 층을 사용하였다. $Si/SiO_2/Ta$ 45/Ru 9.5/IrMn 10/CoFe 7/AlOx/CoFeSiB 7 or CoFeSiB (t)/Ru 1.0/CoFeSiB (7-t)/Ru 60 (in nm) MTJs의 자기저항과 스위칭 특성을 CoFe 자유층과 NiFe 자유층을 갖는 MTJs와 비교하여 조사하였다. CoFeSiB은 포화자화($M_s$)가 $560\;emu/cm^3$으로 CoFe보다 낮고, 이방성 상수(Ku)는 $2800 erg/cm^3$으로 NiFe보다 높다. CoFeSiB SAF 구조에서 CoFeSiB 사이의 Ru 두께가 1.0 nm일 때 교환결합에너지($J_{ex}$)는 $-0.003erg/cm^2$였다. 이와 같이 비교적 작은 $J_{ex}$ 때문에, CoFeSiB SAF 자유층을 갖는 MTJs의 실험 및 Landau-Lisfschitz-Gilbert(LLG)식에 의한 시뮬레이션 결과 모두에서 $H_{SW}$가 접합크기에 의존하는 경향을 보였다. CoFeSiB SAF 자유층 MTJ의 $H_{SW}$는 CoFe, NiFe 또는 CoFeSiB single을 자유층으로 하는 MTJs에 비해 훨씬 낮게 나타났다. 따라서 CoFeSiB SAF를 자유층으로 사용한 MTJ는 micrometer에서 submicrometer 크기 영역 모두에서 보지적의 감소와 민감도 증가와 같은 우수한 스위칭 특성을 갖는 것을 확인하였다.

• 한국주조공학회지
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• 제33권3호
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• pp.103-112
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• 2013

Effect of Fe and Mn contents on the tensile properties of Al-4 wt%Mg-0.9 wt%Si alloy system has been studied. Common phases of Al-4 wt%Mg-0.9 wt%Si alloy system were ${\alpha}$-Al, $Mg_2Si$, ${\alpha}-Al_{12}(Fe,Mn)_3Si$ and ${\beta}-Al_5FeSi$. As Fe content of Al-4 wt%Mg-0.9 wt%Si alloy system increased from 0.15 wt% to above 0.3 wt%, ${\beta}-Al_5FeSi$ compound appeared. When Mn content of the alloy increased from 0.3 wt% to 0.5 wt%, morphology of plate shaped ${\beta}-Al_5FeSi$ compound changed to chinese script ${\alpha}-Al_{12}(Fe,Mn)_3Si$. As Fe content of Al-4 wt%Mg-0.9 wt%Si-0.3 wt%Mn alloy increased from 0.15 wt% to 0.4 wt%, tensile strength of the as-cast alloy decreased from 191 MPa to 183 MPa and, elongation of the alloy also decreased from 8.0% to 6.2%. Decrease of these properties can be explained as the formation of plate shape, ${\beta}-Al_5FeSi$ phase with low Mn/Fe ratio of the alloy. However, when Mn content of Al-4 wt%Mg-0.9 wt%Si-0.3 wt%Fe alloy increased from 0.3 wt% to 0.5 wt%, tensile strength of as-cast alloy increased from 181 MPa to 194 MPa and, elongation of the alloy increased from 6.8% to 7.0%. These improvements attribute to the morphology change from ${\beta}-Al_5FeSi$ phase to chinese script, ${\alpha}-Al_{15}(Fe,Mn)_3Si_2$ phase shape-modified from with high Mn/Fe ratio of the alloy.

• 한국주조공학회지
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• 제25권3호
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• pp.128-133
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• 2005

The effects of Mn and Cr on the crystallization behaviors of Fe-bearing intennetallics in A356 alloy were studied. Coarse and acicular ${\beta}-Al_{5}$FeSi phase in A356-0.20wt.%Fe alloy was modified into small ${\alpha}$-Al(Fe,Mn)Si and ${\alpha}$-Al(Fe,Cr)Si phases in response to Mn and Cr addition, respectively. Increasing of Mn addition amount elevates the crystallizing temperature of ${\alpha}$-Al(Fe,Mn)Si and the Mn/Fe ratio in the ${\alpha}$-Al(Fe,Mn)Si. Cr is more effective to modify ${\beta}-Al_{5}$FeSi in comparison with Mn. ${\alpha}$-Al(Fe,Mn)Si phase had BCC/SC dual structure.

• 한국자기학회지
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• 제4권1호
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• pp.12-19
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• 1994

비정질 $Fe_{73.5}Cu_{1}Nb_{3}Si_{16.5}B_{6}$ 합금의 $552^{\circ}C$에서 등온열처리시간에 따른 결정화 거동을 $M\"{o}ssbauer$ 분광법으로 연구하였다. 열처리된 시료는 $Do_{3}-FeSi$ 초미세결정립, Cu-cluster 및 비정질이 공존함이 $M\"{o}ssbauer$ spectrum 분석에 의해 확인되었다. 결정화 초기단계에 Cu-cluster가 형성되기 때문에 FeSi 초미세결정립의 Si함량은 높아지며, 열처리시간이 60분이 될 때까지 Si함량은 감소하는데 이는 FeSi 초미세결정립의 평균초미세자기장의 증가를 일으키며, 이후 Si함량은 거의 일정하다. 60분 이후의 열처리에서 FeSi 초미세결정립과 잔류비정질의 체적분율이 미소하게 변화함에도 잔류비정질의 평균초미세자기장이 감소하는 것은 잔류비정질에서의 Nb, B원자의 존재비의 증가에 기인된다. $552^{\circ}C$에서 60분 열처리 할 경우 FeSi 초미세결정립과 잔류비정질의 초미세자기장의 방향이 모두 무질서하게 분포된다. FeSi 초미세결정립과 Cu-cluster의 Avrami지수는 각각 0.51, 0.65, 잠복기는 각각 2.4분, 0.8분, 활성화에너지는 각각 2.35 eV, 2.44 eV이며, Cu-cluster가 FeSi 초미세결정립보다 먼저 생성된다는 것은 Cu 원자가 FeSi 초미세결정립의 생성을 촉진시킨다는 해석과 부합한다.

• 한국자기학회지
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• 제16권6호
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• pp.279-282
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• 2006

비정질 강자성 NiFeSiB 자유층을 갖는 자기터널접합 (MTJ)에 대하여 연구하였다. 비정질 자유층이 MTJ의 스위칭 특성에 미치는 영향을 알아보는데 역점을 두어 기존의 CoFe와 NiFe층 대신에 NiFeSiB 자성층을 사용하였다. $Ni_{16}Fe_{62}Si_{8}B_{14}$는 $Co_{90}Fe_{10}$보다 더 낮은 포화자화도 ($M_{s}:\;800\;emu/cm^{3}$) 그리고 $Ni_{80}Fe_{20}$보다 더 높은 이방성 상수 ($K_{u}:\;2700\;erg/cm^{3}$)를 갖는다. $Si/SiO_{2}/Ta$ 45/Ru 9.5/IrMn 10/CoFe $7/AlO_{x}/CoFeSiB\;(t)/Ru\;60\;(nm)$ 구조는 그 자체의 낮은 포화자화도와 높은 일축 이방성을 가짐으로 인하여 보자력($H_{c}$)을 감소시키고 스위칭 각형을 증가시키게 함으로서 MTJ의 스위칭 특성에 유리한 것으로 조사되었다. 더욱이 미소두께(1 nm)의 CoFe층을 터널장벽/NiFeSiB 경계면에 삽입하면 TMR비와 스위칭 각형이 증가하고 개선되었다.