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BS / Channeling을 이용한 Pt(111) / Al₂O₃(0001) 적층 생장 연구
이종철(J. C. Lee),김신철(S. C. Kim),김효배(H. B. Kim),정광호(K. Jeong),김긍호(K. H. Kim),최원국(W. K. Choi),송종한(J. H. Song) 한국진공학회(ASCT) 1998 Applied Science and Convergence Technology Vol.7 No.4
rf magnetron sputtering 증착법으로 Al₂O₃(0001) 기판위에 적층생장시킨 Pt 박막의 결정성 및 이의 구조적 특성을 backscattering spectrometry(BS)/channeling, transmission electron microscopy(TEM) 등을 이용해 분석하였다. MeV ⁴He ion channeling 결과, 증착시 기판의 온도가 600℃, 증착된 Pt 층의 두께가 3500 Å 이었을 때 최소산란수율(channeling minimum yield)이 4%인 결정성이 우수한 Pt 박막이 생장되었음을 확인하였으며, 동일한 증착조건하에서 증착된 Pt 층의 두께가 200 Å 미만인 경우 두께의 감소에 따라 최소산란수율이 급격하게 증가하였다. 아울러 Pt층은 Al₂O₃(0001) 기판위에 6중 대칭구조를 지닌 (111)면방향으로 적층생장되었으며, (111)면방향을 중심으로 대칭적인 원자배열 구조를 갖고 있는 쌍정구조를 형성하고 있었다. 단면 TEM 분석결과에서도 격자부정합에 의한 strain을 감소시키기 위하여 형성된 쌍정을 관찰할 수 있었으며 strain이 집중되는 쌍정경계면에서 표면거칠기의 증가 또한 관찰되었다. Crystallinity and structual properties of the epitaxially grown Pt films on Al₂O₃(0001) substrate by rf magnetron sputtering at a substrate temperature of 600℃ were studied by using backscattering spectrometry (BS)/channeling and transmission electron microscopy (TEM) measurements. Me V ⁴He ion BS/channeling results showed that the channeling minimum yield of Pt film with a thickness of 3500 Å was 4%. This indicates an excellent crystallinity of Pt film. When the thickness of Pt film was less than 200 Å, the channeling minimum yield of Pt film increased sharply with the decrease in film thickness. The Pt layer on Al₂O₃(0001) substrate grew epitaxially to the direction of (111) with six-fold symmetry. Cross-sectional TEM images also showed that Pt film on Al₂O₃(0001) substrate consist of twinned domains to release the strain induced by the lattice mismatch and the surface roughness of the film increased at the twin boundaries where the strain was contcentrated.
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전기화학적으로 제조한 CoPtP-X합금의 첨가제 효과에 따른 맞춤형 자기적 성질
박호동,이관희,김긍호,정원용,최동훈,이우영,Park, H.D.,Lee, K.H.,Kim, G.H.,Jeung, W.Y.,Choi, D.H.,Lee, W.Y. 한국전기화학회 2005 한국전기화학회지 Vol.8 No.2
본 연구에서는 CoPtP합금에 첨가원소로 Fe, Mn을 첨가하여 그에 따른 자기적 성질을 제어하고자 하였다. 우선 합금을 합성하기 위해서 용액 중 Fe, Mn의 농도를 변화시키면서 전기도금 방식을 이용하여 CoPtP-X (X=Fe, Mn) 합금을 제조하였다 Fe를 첨가한 합금박막에서는 X선 회절분석 견과 Fe함량이 증가함에 따라 CoPtP합금의 수직방향으로의 우선결정방향이 조밀육방정 [001]방향에서 [100] 방향으로 변화함을 관찰하였고, 이에 따라 결정 자기이방성이 변화하여 전형적인 경자성 특성에서 연자성 특성까지 자기적 특성을 제어할 수 있었다. 용액 중 첨가된 망간의 농도를 변화시켜 제조된 CopPtP-Mn 합금박막에서는 Mn의 농도가 0.0126M일 때 보자력(coercivity)과 각형비(squareness, Mr/Ms)가 각각 4630 Oe, 0.856의 매우 우수한 자기적 성질을 나타내었으며, 이는 Mn의 특정농도에서 CoPtP 합금박막의 우선결정 성장방향인 조밀육방정 c축이 박막면에 대하여 수직하게 놓이는 현상에서 기인된다는 것을 투과전자현미경 분석을 통해 확인하였다. Coptp films with the additive elements (X=Fe, Mn) of varying concentrations were prepared by in-situ electrodeposition, to tailor their magnetic properties. Alloys of CoPtP-X (X=Fe, Mn) were synthesized by changing the solution concentrations of Fe and Mn for electrodeposition. In the electrodeposited CoFePtP alloys, preferred orientation of the electrodeposited films changed from hexagonal (001) to (100) direction with increasing iron contents as revealed by X-ray diffraction, and these films exhibited various magnetic properties ranging from a typical hard magnetic to a soft magnetic property in accordance with microstructural variations. In the case of Mn addition, excellent hard magnetic property was observed at a specific Mn concentration of 0.0126 M in the electrolyte, with the coercivity of 4630 Oe and squareness of 0.856 and this was attributed to the fact that magnetization easy-axis (hexagonal c-axis) coincides with the preferred growth orientation of the film confirmed by transmission electron microscopy.
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