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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.
이온빔 나노 패터닝을 위한 양극산화 알루미나의 이온빔 투과
신상원,이종한,이성구,이재용,황정남,최인훈,이관희,정원용,문현찬,김태곤,송종한,Shin S. W.,Lee J-H,Lee S. G.,Lee J.,Whang C. N.,Choi I-H,Lee K. H.,Jeung W. Y.,Moon H.-C.,Kim T. G.,Song J. H. 한국진공학회 2006 Applied Science and Convergence Technology Vol.15 No.1
양극 산화된 알루미나 (anodized aluminum oxide : AAO)는 균일하고 일정한 크기의 나노기공 패턴을 지니고 있다. AAO를 이온빔 나노 patterning을 위한 이온조사 시 마스크로서 이용하기 위해 AAO 나노 기공을 통과하는 이온빔의 투과율(AAO에 입사한 이온에 대한 투과이온의 양의 비)을 측정하였다. Al bulk foil을 양극 산화하여 두께가 $4{\mu}m$이고 종횡비(두께와 기공의 지름의 비)가 각각 200:1, 100:1 인 AAO를 Goniometer에 부착하여 500 keV의 $O^{2+}$ 이온빔에 대해 나노기공을 정렬시킨 후, 기울임 각에 따른 투과율을 측정한 결과, 종횡비가 200:1, 100:1 일 때 투과율은 각각 약 $10^{-8},\;10^{-4}$로 거의 이온빔이 투과하지 못하였다. 반면에 $SiO_2$ 위에 증착된 Al 박막으로 양극산화하여 종횡비가 5:1인 AAO의 이온빔 투과율은 0.67로 투과율이 현저히 향상되었다. 높은 종횡비를 갖는 AAO의 경우에는 범과 AAO 기공의 정렬이 쉽지 않은데다 알루미나의 비전도성으로 인한 charge-up 현상으로 인해 이온빔이 극히 투과하기 어렵기 때문이다. 실제로 80 keV의 Co 음이온을 종횡비 5:1인 AAO에 조사시킨 후에는 AAO 나노기공과 동일한 크기의 나노 구조체가 형성됨을 주사전자현미경(scanning electron microscopy: SEM) 관찰을 통하여 확인하였다. Anodic alumina with self-organized and ordered nano hole arrays can be a good candidate of an irradiation mask to modify the properties of nano-scale region. In order to try using porous anodic alumina as a mask for ion-beam patterning, ion beam transmittance of anodic alumina was tested. 4 Um thick self-standing AAO templates anodized from Al bulk foil with two different aspect ratio, 200:1 and 100:1, were aligned about incident ion beam with finely controllable goniometer. At the best alignment, the transmittance of the AAO with aspect ratio of 200:1 and 100:1 were $10^{-8}\;and\;10^{-4}$, respectively. However transmittance of the thin film AAO with low aspect ratio, 5:1, were remarkably improved to 0.67. The ion beam transmittance of self-standing porous alumina with a thickness larger than $4{\mu}m$ is extremely low owing to high aspect ratio of nano hole and charging effect, even at a precise beam alignment to the direction of nano hole. $SiO_2$ nano dot array was formed by ion irradiation into thin film AAO on $SiO_2$ film. This was confirmed by scanning electron microscopy that the $SiO_2$ nano dot array is similar to AAO hole array.