We investigated the effect of different spin direction of anti-ferromagnetic layer on the magnetic properties of ferromagnetic layer in Fe-NiO and Fe-CoO bi-layer systems. For Fe-NiO system, we prepared the clean MgO(001) surface half-covered with 20 nm Ag films as a substrate for magnetic layers. Then we grew NiO wedge layers on the substrate, and added 8 monolayer(ML) Fe layers on the wedge layer. We examined magnetic properties of the bi-layer system using the surface magnetic optical Kerr effect(SMOKE) and X-ray magnetic linear dichroism(XMLD). From SMOKE measurement we observed the coercivity enhancement due to the set-up of anti-ferromagnetic order of NiO films in both of the Fe/NiO/MgO(001) and Fe/NiO/Ag/MgO(001) system. The most remarkable results in our observation is that the coercivity enhancement of Fe/NiO/Ag/MgO(001) is much larger than that of Fe/NiO/MgO(001). XMLD experiments confirmed the out-of-plane spin direction of NiO layers in Fe/NiO/MgO(001) and in-plane spin-direction of NiO layers in Fe/NiO/Ag/MgO(001), and we concluded that the origin of large enhancement of coercivity is due to the strong parallel coupling between Fe layers and NiO layers. We also confirmed that this strong parallel coupling maintained across the thin Ag layer inserted between Fe and NiO layers. For Fe-CoO system, we prepared Fe/CoO/Ag(001) and Fe/CoO/MnO(001) systems and observed much larger coercivity enhancement in Fe/CoO/Ag(001).
The $Li_2O-MgO-MgF_2-SiO_2$glasses with addition of $B_2O_3$ were investigated in order to make glass-ceramics for low temperature firing substrate. Glasses were made by melting at $1450^{\circ}C$ in the electronic furnace and crystallized at $750^{\circ}C$. After the crystallization, crystal phases and microstructure were observed. The crystal phases were polycrystalline of lithium boron fluorphlogopite and lithium fluorhectorite. The crystal shape was changed to grande type from needle type with the increase in $B_2O_3$ contents. Average particle size of the glass-ceramics aftar water swelling was $3.77{\mu}{\textrm}{m}$. The optimum sintering temperature and sintering shrinkage of the substrate were $900^{\circ}C$ and 13.4vol%, respectively.
MgO thin films were deposited by internal ICP-assisted reactive-magnetron sputtering with bipolar pulse bias on a substrate to suppress random arcs. Mg is reactively sputtered by a bipolar pulsed DC power of 100 kHz into ICP generated by a dielectrically shielded internal antenna. At a mass flow ratio of $Ar/O_2$ = 10 : 2 and an ICP/sputter power ratio of 1 : 1, optimal film properties were obtained (a powder-like crystal orientation distribution and a RMS surface roughness of approximately 0.42 nm). A bipolar pulse substrate bias at a proper frequency (~a few kHz) prevented random arc events. The crystalline preferred orientations varied between the (111), (200) and (220) orientations. By optimizing the plasma conditions, films having similar bulk crystallinity characteristics (JCPDS data) were successfully obtained.
The crystallization of FePt/MgO(001) magnetic thin films of various thicknesses has been studied using synchrotron x-ray scattering, atomic force microscope, and vibrating sample magnetometer. In film with a 499-$\AA$-thick, face-centered tetragonal, ordered FePt phase was dominantly crystallized into perpendicular (001) grains keeping the magnetically easy c-axis normal to the film plane during annealing. In film with a 816-$\AA$-thick, however, longitudinal (110) grains keeping the c-axis parallel to the film plane were grown on top of the perpendicular (001) grains. The behavior of the magnetic properties was consistent with the thickness dependence of the crystallization. We attribute the thickness dependence of the crystallization to the substrate effect, which prefers the growth of the c-axis oriented perpendicular grains near the film/substrate interfacial area.
Bi$\_$0.7/Pb$\_$0.3/Sr$_1$Ca$_1$Cu$\_$1.8/Ox thick films were screen printed on magnesia(MgO), silver and yttrium stabilized zirconia (YSZ) substrates and were sintered in a boat with cover to prevent the evaporation. The high-Tc phase increase and the low-Tc phase and Ca$_2$PbO$_4$ decrease with an increase in sintering temperature from 835$^{\circ}C$ to 860$^{\circ}C$. YSZ substrate interact strongly with the oxide resulting in poor superconductor, while the Ag and MgO substrates were satisfactory to make screen printed superconductors. The Bi$\_$0.7/Pb$\_$0.3/Sr$_1$Ca$_1$Cu$\_$1.8/Ox thick films screen printed both on Ag and MgO substrates show high Tc phase of ~85% and Tc of 96K.
The effects of MgO addition on thermal expansiion coefficient and dielectric constant of mullite were studied. Thermal coefficient and dielectric constant decrease with increasing MgO content and exhibit a minimum value at 1wt% MgO. However, above 3wt% MgO content both values increase. Result of X-ray diffraction analysis how that mullite compositions which include more than 0.1wt% MgO form cordierite. Spinel is also formed as well as cordierite in the composition containing more than 3wt% MgO. The results indicate that addition of MgO affect the thermal expansion coefficient and dielectric constant of mullite substrate because of the formation of new phases; cordierite and spinel. The thermal expansion coefficient and dielectric constant are affected mainly by cordierite and spinel in the regions containing less than more than 3wt% MgO, respectively.
Morphology and composition of MgO films grown on single-crystalline diamond (100) have been studied. MgO thin films were deposited in the substrate temperature range from room temperature (RT) to 723K by means of electron beam evaporation using MgO powder source. Atomic force microscopy images indicated that the film grown at RT without $O_2$ supply was relatively uniform and flat whereas that deposited in oxygen ambient yielded higher growth rates and rough surface morphologies. X-ray photoelectron spectroscopy analyses demonstrate that the MgO film deposited at RT without $O_2$ has the closest composition to the stoichiometric MgO, and that a thin contaminant layer composed mainly of magnesium peroxide (before etching) or hydroxide (after etching) was unintentionally formed on the film surface, respectively. These results will be discussed in relation to the interaction among the evaporated species and intentionally supplied oxygen molecules at the growth front as well as the interfacial energy between diamond and MgO.
High Tc superconducting YBa$_{2}$Cu$_{3}$$O_{7-x}$ thin films were prepared on various substrates by off-axis rf magnetron sputtering method to examine the substrate effects on the film structure and its R-T characteristics. The SEM analysis showed that the surface morphology of the grown YBa$_{2}$Cu$_{3}$O.sub 7-x/, film has different characteristic structure with different substrate used. The film on (100) SrTiO$_{3}$ substrate has critical current density of 3*10$^{5}$ A/cm$^{2}$ at 77K under zero magnetic field. The X-ray diffraction measurements revealed that the films on (100) SrTiO$_{3}$ substrate have mixed a-axis and c-axis normal to the substrate surface and the films on (100) MgO and ZrO$_{2}$/sapphire substrates have c-axis normal orientation to the substrate surface. However, YBa$_{2}$Cu$_{3}$$O_{7-x}$ films on (100) sapphire substrates showed no preferential orientation.ion.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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