• 한국자기학회지
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• 제21권2호
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• pp.43-47
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• 2011

Fe-Al 계의 전이금속 화합물은 구조적 안정성과 자성에 대한 이견이 많은 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 B2, $L1_2$, 및 $D0_3$ 구조를 갖는 Fe-Al 계 화합물의 자성과 원자구조의 상관관계를 논의하기 위해 전전자 총퍼텐셜선형보강평면파(all-electron fullpotential linearized augmented plane wave; FLAPW) 방법을 이용하여 일반기울기 근사(generalized gradient approximation; GGA) 하에서 계산하였다. 고려한 모든 구조에서 강자성이 비자성에 비해 안정한 것으로 계산되었다. Fe 원자의 계산된 스핀 자기모멘트는 B2, $L1_2$ 구조에서 각각 0.771 ${\mu}_B$, 2.373 ${\mu}_B$의 값을 얻었고, $D0_3$ 구조의 Fe(I) 및 Fe(II) 원자들은 각각 2.409 ${\mu}_B$, 1.911 ${\mu}_B$로 계산 되었다. $Fe_3Al$의 같은 조성을 갖는 $L1_2$와 $D0_3$ 구조간의 안정성을 조사하기 위하여 형성 엔탈피 계산을 통해 강자성 상태에서 16 meV/atom의 에너지 차이로 $D0_3$ 구조가 $L1_2$ 구조보다 더 안정함을 확인하였다. 이 결과는 실험연구와 잘 일치하며, 원자구조와 전자구조의 분석을 통해 구조적 안정성과 자성에 대해 이해하였다.

• Journal of Magnetics
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• 제6권3호
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• pp.80-82
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• 2001

We have investigated magnetism of $Fe_2 /Ir_4$(001) superlattice in terms of a first-principles calculation by using an all-electron full-potential linearized augmented plane-wave (FLAPW) method within the generalized gradient approximation (GGA). We considered two magnetic states, the ferromagnetic (FM) and antiferromagnetic (AFM) coupled states between the Fe layers. It was found that the FM state was energetically more stable than the AFM one by 0.166 eV. Calculated magnetic moments of the Fe layers were, in absolute values, 2.45$\mu_B$ and 2.30 $\mu_B$for the FM and AFM states, respectively. We also found that the Ir layers had very small magnetic moments less than 0.1 $\mu_B$ for both magnetic states. In all the magnetic states, the subinterface Ir layers were coupled antiferromagnetically to the interface Ir layers, while the interface Ir layers were always coupled frerromagnetically to the interface Fe layers. These results contradicted to recent experimental reports of magnetically "dead"Fe layers in Fe/Ir superlattices for which the Fe layer thickness was less than two atomic layers. We attributed that the experimentally observed "dead"Fe layers were due to possible interdiffusion between Ir and Fe layers.en Ir and Fe layers.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2003년도 하계학술연구발표회 및 한.일 공동심포지엄
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• pp.196-197
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• 2003

전자의 스핀정보를 이용한 spintronics 기술이 발전하면서 상온 강자성 반도체에 대한 연구가 주목을 각광 받고 있다. 자성반도체에 대한 연구는 diluted magnetic semiconductor(DMS)에 대한 연구로 시작되었다 할 수 있다. 과거 DMS는 II-IV족 또는 III-V족 반도체에 Mn, Cr, Co, Fe 원소들을 도핑 시켜 제작하여 왔으나, 상온 이상에서 강자성 특성을 가지는 DMS을 제작하는 데는 실패하였다. 최근에 Dietl 팀이 mean field 이론을 이용하여 망간이 도핑된 ZnO가 실온이상의 Tc를 가질 수도 있을 것으로 예측하였다.

• 한국자기학회지
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• 제19권2호
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• pp.43-46
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• 2009

지그재그 형태의 (8, 0) BN 나노튜브에서 B 또는 N을 전이금속인 Fe, Co, 또는 Ni로 치환했을 때, 결합길이와 자기모멘트 등 구조적, 자기적 성질을 제일원리계산 방법으로 연구하였다. 전이금속이 치환하게 되면 원래 원 모양이었던 단면의 형태가 찌그러진 타원 모양으로 바뀌게 되며, 결합길이도 원래의 BN 나노튜브에서 B-N의 결합길이보다 길어지는 것으로 계산되었다. 자기모멘트는 B을 치환했을 때가 N을 치환한 경우보다 더 크게 나타났으며, 주로 3d 전자가 자기모멘트 값에 기여한다는 것을 상태밀도 그림으로부터 알 수 있었다.

• 한국자기학회지
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• 제19권5호
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• pp.165-170
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• 2009

준안정 상태인 덩치 fcc Fe는 반강자성 상태가 기저 상태인 것으로 알려져 있고 적절한 fcc 금속 표면 위에 fcc Fe를 성장시킬 수 있음이 보고된 바 있다. 본 연구에서는 fcc 금속 (001) 표면 위의 Fe 원자층의 자성을 연구하기 위해 Cu(001), Rh(001), Pd(001), Ag(001) 표면 위의 Fe 단층의 자성을 제일원리계산 방법 중 자성 연구에 가장 적합한 총퍼텐셜선형보강평면파(fullpotential linearized augmented plane wave; FLAPW) 방법을 사용하여 연구하였다. 고려한 계 중에서 2차원 격자상수가 가장 작은 Cu(001) 표면과 가장 큰 Ag(001) 표면 위의 Fe 단층은 강자성이 비교적 큰 에너지 차이로 Fe-fcc 금속 층간 거리에 관계없이 안정적이었고, 중간 크기의 2차원 격자상수를 가진 Rh(001)과 Pd(001) 표면 위의 Fe 단층은 반강자성 상태가 안정적이었으나, 층간 거리가 커짐에 따라 강자성 상태가 안정적일 수도 있는 것으로 계산되었다. 계산된 자기모멘트는 1Fe/Cu(001), 1Fe/Rh(001), 1Fe/Pd(001), 1Fe/Ag(001)의 강자성 상태에서 2.811, 2.945, 2.987, 2.990 $_{{\mu}B}$이었고, 반강자성 상태에서는 2.624, 2.879, 2.922, 3.001 $_{{\mu}B}$이었다.

• 한국자기학회지
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• 제15권1호
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• pp.1-6
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• 2005

높은 큐리온도를 가질 수 것으로 예측된 전이금속이 도핑된 ZnO의 전자구조와 자성을 제일원리계산방법을 이용하여 연구하였다. 본 연구에서 전이금속은 Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Ru, Pd, Ag 이고 도핑 수준은 25%로 두고 계산하였다. 자성연구에서 가장 적합한 방법으로 알려져 있는 Full-potential Linearized Augmented Plane Wave(FLAPW)방법을 사용하였으며 교환-상관 전위는 general gradient approximation(GGA)를 사용하였다. 도핑된 전이금속 (Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Ru, Pd, Ag)은 각각 0.83, 3.03, 4.03, 3.48, 2.47, 1.56, 0.43, 0.75, 0.01 ${\mu}_B$의 자기모멘트를 가지며, 전이금속에 이웃한 O 원자도 가안 띠혼성으로 측정 가능한 자기모멘트를 가질 수도 있는 것으로 계산되었다. 3d 전이금속이 도핑된 ZnO는 (CoZnO를 제외하고) 절반금속 특성을 가지는 것으로 계산되었다. 또한 4d 전이금속이 도핑된 경우는 강자성 상태가 상자성 상태에 비해 에너지차이가 크지 않을 뿐 아니라 페르미 준위에 다수 스핀과 소수 스핀 상태 모두가 페르미 준위에 위치해 있어 스핀분극 정도가 낮았다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.60-60
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• 2011

Giant magnetoresistance (GMR), tunneling magnetoresistance (TMR), and magnetic random-access memory (MRAM) are currently active research areas in spintronics. The high magnetoresistance and the high spin polarization (P) of electrons in the ferromagnetic electrodes of tunnel junction or intermediate layers are required. Magnetite, Fe3O4, is predicted to possess as half-metallic nature, P ~ 100% spin polarization, and has a high Curie temperature (TC~850 K). Experiments demonstrated that the P~($80{\pm}5$)%, ~($60{\pm}5$)%, and ~40-55% for epitaxial (111), (110) and (001)-oriented Fe3O4 thin films, respectively. Epitaxial Fe3O4 films may enable us to investigate the effects of half metals on the spin transport without grain-boundary scattering.In addition, it has been reported that the Verwey transition (TV, a first order metal-insulator transition) of 120 K in bulk Fe3O4 is strongly affected by many parameters such as stoichiometry and stress, etc. Here we report that the growth modes, magnetism and transport properties of Fe3O4 thin films were strongly dependent on the oxygen pressure during film growth. The average roughness decreases from 1.021 to 0.263 nm for the oxygen pressure increase from $2.3{\times}10-7$ to $8.2{\times}10^{-6}$ Torr, respectively. The 120 K Verwey transition in Fe3O4 was disappeared for the sample grown under high oxygen pressure.

• 한국자기학회지
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• 제23권4호
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• pp.117-121
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• 2013

본 연구에서는 대표적인 강자성 금속인 Fe에 비자성 원소가 치환된 비교적 단순한 B2 구조의 FeX(X = Al, Si, Ni, Ga, Ge, Sn) 합금의 자기변형계수를 제일원리계산으로 수행하여 Fe 기반 합금이 희토류 원소 기반 자기변형 물질인 Terfenol을 대체할 수 있는 가능성을 탐색하였다. 계산방법으로 자성 연구에 가장 적합한 것으로 알려져 있는 총퍼텐셜 선형보강 평면파(Full-potential Linearized Augmented Plane Wave; FLAPW) 방법을 사용하였으며 일반화 물매근사(generalized gradient approximation: GGA)을 도입하여 전자 상호간의 교환-상관 퍼텐셜을 기술하였다. B2 구조의 FeX(X = Al, Si, Ni, Ga, Ge, Sn)의 합금들 중에 FeSi와 FeGe은 비자성 상태가, 그 외 나머지 합금은 강자성 상태가 안정된 것으로 계산되었다. FeAl, FeNi, FeGa, FeSn의 자기변형계수 는 각각 -5, +6, -84, -522ppm으로 계산되어 FeSn은 큰 자기변형을 가질 수도 있음을 예측하였다.