최근 바이오센서, 비파괴진단, 방위센서 등 다양한 분야에서 휴대가 가능하며 감도가 높은 자기센서에 대한 요구가 증대되고 있다. 연자성 리본의 거대 자기임피던스 효과를 이용한 새로운 휴대용 고감도 자기임피던스 센서 시스템을 개발하였다. 자기임피던스 센서는 $Co_{66}Fe_{4}Si_{15}B_{15}$ 연자성 비정질 리본을 공기중에서 자기장 열처리하는 방법으로 교환결합을 발생시켜 비대칭 자기임피던스 특성을 부여한 센서용 헤드와 신호처리 회로로 구성되었다. 개발된 센서는 $-1\;Oe\;{\sim}\;1\;Oe$의 다이나믹 레인지에서 선형에 가까운 특성을 보였으며 자기장 민감도는 약 10.5 V/Oe 였다. 자기임피던스 센서 시스템이 와이어로프의 결함 진단 장치에 응용될 수 있음을 보였다.
열처리 방식을 통하여 형성된 FePt 나노 입자를 사용하는 자기 양자점 소자를 제작하고, 전기적 및 자기적 특성을 연구하였다. FePt 자기 양자점 터널링 소자는 p 형 Si 기판 상부에 약 20 nm의 $SiO_2$ 터널 절연막을 형성하고 FePt 박막을 3 nm 두께로 증착한 후에 열처리 방식을 이용하여 8~15 nm 크기의 양자점을 갖는 구조이다. 터널링 소자의 전류-전압 특성을 자기장과 온도 변화에 따라 관찰하였고 특히, 저온에서 비선형적인 전류-전압 곡선을 확인하였으며 이러한 단전자 수송현상을 전자의 hopping 모델과 양자점의 터널링 현상을 이용하여 설명하였다. FePt 양자점 터널링 소자는 20 K에서 터널링 현상을 보였으며, 양단에 가해준 전압과 관계없이 외부 자기장이 증가할수록 음의 자기저항이 커지는 현상을 관찰하였고, 9,000 G에서 약 26.2 %의 자기저항 비를 확인하였다.
Cho H.J.;Kwon H.T.;Ryu H.H.;Sohn K.Y.;You B.S.;Park W.W.
한국분말재료학회지
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제13권4호
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pp.285-289
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2006
Co-Fe-Ni-B-Si-Cr based amorphous strips containing nitrogen were manufactured via melt spinning, and then devitrified by crystallization treatment at the various annealing temperatures of $300^{\circ}C{\sim}540^{\circ}C$ for up to 30 minutes in an inert gas $(N_2)$ atmosphere. The microstructures were examined by using XRD and TEM and the magnetic properties were measured by using VSM and B-H meter. Among the alloys, the amorphous ribbons of $Co_{72.6}Fe_{9.8}Ni_{5.5}B_{2.4}Si_{7.1}Cr_{2.6}$ containing 121 ppm of nitrogen showed relatively high saturation magnetization. The alloy ribbons crystallized at $540^{\circ}C$ showed that the grain size of $Co_{72.6}Fe_{9.8}Ni_{5.5}B_{2.4}Si_{7.1}Cr_{2.6}$ alloy containing 121 ppm of nitrogen was about f nm, which exhibited paramagnetic behavior. The formation of nano-grain structure was attributed to the finely dispersed Fe4N particles and the solid-solutionized nitrogen atoms in the matrix. Accordingly, it can be concluded that the nano-grain structure of 5nm in size could reduce the core loss within the normally applied magnetic field of 300A/m at 10kHz.
Amorphization and crystallization behaviors of $Ti_{50}Cu_{50}Ni_{20}Al_{10}$ powders during high-energy ball milling and subsequent heat treatment were studied. Full amorphization obtained after milling for 30 h was confirmed by X-ray diffraction and transmission electron microscope. The morphology of powders prepared using different milling times was observed by field-emission scanning electron microscope. The powders developed a fine, layered, homogeneous structure with prolonged milling. The crystallization behavior showed that the glass transition, $T_g$, onset crystallization, $T_x$, and super cooled liquid range ${\Delta}T=T_x-T_g$ were 691,771 and 80 K, respectively. The isothermal transformation kinetics was analyzed by the John-Mehn-Avrami equation. The Avrami exponent was close to 2.5, which corresponds to the transformation process with a diffusion-controlled type at nearly constant nucleation rate. The activation energy of crystallization for the alloy in the isothermal annealing process calculated using an Arrhenius plot was 345 kJ/mol.
본 논문에서는 종이를 기판으로 사용하고 용액공정이 가능한 강유전체 메모리 소자의 제작 가능성을 검토하였다. 유기물 강유전체인 "폴리비닐리덴트리플루오르에틸렌" 용액을 하부전극이 형성된 종이기판 위에 스핀코핑 방법을 이용하여 도포하였다. 하부전극으로는 진공증착법을 이용하여 알루미늄을 증착하였고, 도포된 "폴리비닐리덴트리플루오르에틸렌" 용액은 열처리 과정을 통해 결정화하였다. 제작된 "폴리비닐리덴트리플루오르에틸렌" 박막은 주사 전자 현미경법(SEM), 원자간력 현미경(AFM)을 이용하여 박막의 단면 및 표면의 특성을 평가하였다. 전압에 따른 분극특성 측정을 통해, 종이기판 위에 형성된 "폴리비닐리덴트리플루오르에틸렌" 박막이 매우 훌륭한 강유전체 특성을 보여주고 있음을 확인하였다. 또한, 종이기판의 응용가능성을 검토하기 위하여, 실리콘 기판위에 제작한 "폴리비닐리덴트리플루오르에틸렌" 박막과의 비교에 있어서도 손색없는 강유전체 특성을 보여주고 있음을 알 수 있었다. 이러한 결과들은 종이를 기판으로 이용하여 전자소자들을 제작 할 수 있음을 시사하며, 또한 용액공정으로 고밀도의 저렴한 강유전체 메모리 소자를 손쉽게 제작 할 수 있다는 것을 의미한다.
[ $Pb(Zr_{0.2}Ti_{0.8})O_3/SrRuO_3$ ] heteroepitaxial thin films were deposited at various temperatures on single crystal $SrTiO_3$ substrates by pulsed laser deposition and characterized for the microstructural and ferroelectric properties. The $SrTiO_3$ substartes etched by buffered oxide etch $(pH{\thickapprox}5.8)$ solution for 20s followed by the thermal annealing at $1000^{\circ}C$ for 1h showed the terrace ledges with a 0.4nm height. The $SrRuO_3$ bottom electrodes with a thickness of 52nm grown on $SrTiO_3$ single crystal also exhibit a terrace ledge similar to that of $SrTiO_3$. The PZT thin films were grown with an epitaxial relationship and showed typical P-E hysteresis loops shown at the epitaxial films. The 56nm thick-PZT films deposited at $650^{\circ}C$ exhibit a remanent polarization $(p_r)$ of $80{\mu}C/cm^2$ and a coercive field $(E_c)$ of 160kV/cm.
본 연구에서는 낮은 비용과 간단한 공정의 장점을 가지고 있는 저온수열합성법을 이용하여 r-plane (1-102) sapphire 기판 위에 non-polar a-plane ZnO 박막을 성장하였다. 일반적으로 nanorod 형태의 ZnO를 성장시키는 특성을 보이는 Hexamethylenetetramine (HMT)와 2D layer 형태의 ZnO를 성장특성을 보이는 것으로 알려진 sodium citrate, 두 가지 전구체를 동시에 첨가하여 성장 하였을 때 몰 농도의 변화에 따른 ZnO 성장 특성을 비교해 보았다. ZnO 구조체의 형태와 특성 변화에 대하여 field emission scanning electron microscope (FE-SEM), high resolution X-ray diffraction(HRXRD)을 이용하여 분석을 진행하였다. 결과적으로, 두 가지의 용액의 특정 몰 농도일 때 r-plane (1-102) sapphire 기판 위에서 non polar a-plane (11-20) ZnO 구조체가 성장 될 수 있음을 확인 하였다. 이는 첨가제 조건에 의하여 c축 성장을 억제시키고, 측면 성장을 촉진시키는 반응에 의한 것으로 생각된다.
본 연구에서는 박막트랜지스터의 특성 향상을 위하여 강유전성 박막을 게이트 절연층으로 사용하기 위하여 강유전성 박막과 a-Si:H의 계면특성을 조사하였다. 먼저 강유전성 박막 중에 대표적인 SrTiO$_3$를 I-BEAM 증착기로 박막을 형성시켰다. 형성된 박막은 N2 분위기에서 $150^{\circ}C∼600^{\circ}C$로 1시간 ANNEALING하여 전자현미경으로 표면을 측정하였다. SrTiO$_3$의 유전상수는 50∼100 정도였으며 항복전계는 1∼l.5 MV/cm로 매우 우수한 유전특성을 갖고 있었다. 강유전체 박막 위에 a-SiN:H,a-Si:H(n-type a-Si:H) 등을 PECVD로 증착하여 MFNS구조를 형성하였다. 계면특성을 C-V PLOTTER로 측정한 결과 SrTiO$_3$ 박막은 SiN과의 접합이 매우 안정되어 있었고 C-V특성은 SiN/a-Si:H과 유사하였다. 그러나 FERROELECTRIC/a-S:H의 경우가 훨씬 CAPACITANCE 값이 컸으며, 이는 강유전체 박막의 높은 유전상수에 기인 된 것이라 생각된다.
초음파 분무에 의한 유기금속 화학증착법 (MOCVD)법으로 $Bi_4Ti_3O_{12}$(BIT)와 Bi와 Ti 대신에 La과 V을 동시에 치환시킨 ($Bi_{3.75}La_{0.75})(Ti_{2.97}V_{0.03})O_{12}$ (BLTV)박막을 ITO/glass 기판 위에 증착하였다. 산소 분위기에서 30분 동안 증착한 후, RTA 방식의 직접삽입법으로 열처리를 하였다. 박막은 페로브스카이트상 생성 온도, 미세구조, 전기적 성질에 관해서 조사하였다. XRD(X-Ray diffraction) 측정결과 BLTV 박막의 페로브스카이트상 생성 온도는 약 $600^{\circ}C$로써 BIT의 $650^{\circ}C$보다 더 낮았다. BLTV 박막의 누설전류는 인가전압 1 V에서 $1.52\times10^{-19}$A/cm^2$로 측정되었다 또한, $650^{\circ}C$에서 증착했을 경우 잔류 분극값이 $5.6\mu$C/$cm^2$, 항전계값 96.5 kV/cm으로 명확한 강유전성을 보이고 있다.
Electron cyclotron resonance (ECR) ion source is an essential component of heavy-ion accelerator. For a given design, the intensities of the highly charged ion beams extracted from the source can be increased by enlarging the physical volume of ECR zone [1]. Several models for ECR ion source were and will be constructed depending on their operating conditions [2-4]. In this paper three simulation models with 3, 4 and 6 solenoid system were built, but it's not considered anything else except the number of coils. Two groups of optimization analysis are presented, and the evolution strategy (ES) is adopted as an optimization tool which is a technique based on the ideas of mutation, adaptation and annealing [5]. In this research, the volume of ECR zone was calculated approximately, and optimized designs for ECR solenoid magnet system were presented. Firstly it is better to make the volume of ECR zone large to increase the intensity of ion beam under the specific confinement field conditions. At the same time the total volume of superconducting solenoids must be decreased to save material. By considering the volume of ECR zone and the total length of solenoids in each model with different number of coils, the 6 solenoid system represented the highest coil performance. By the way, a certain case, ECR zone volume itself can be essential than the cost. So the maximum ECR zone volume for each solenoid magnet system was calculated respectively with the same size of the plasma chamber and the total magnet space. By comparing the volume of ECR zone, the 6 solenoid system can be also made with the maximum ECR zone volume.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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