학회활동

편집부(편집자) 한국자기학회 1992 韓國磁氣學會誌 Vol.2 No.2

사단법인 한국자기학회 정관 외

편집부(편집자) 한국자기학회 1991 韓國磁氣學會誌 Vol.1 No.1

학회활동

편집부(편집자) 한국자기학회 1991 韓國磁氣學會誌 Vol.1 No.2

Pd/Co/Pd 구조에서 강자성층 두께에 따른 전자기적 특성 변화

이상호,강범승,홍종일 한국자기학회 2021 한국자기학회 학술연구발표회 논문개요집 Vol.31 No.2

자기저항메모리(magnetoresistive random-access memory, MRAM)는 쓰기 속도가 빠르고, 전력 소모는 적은 특징이 있어 차세대 메모리로써 많은 주목을 받고 있다. 한편, 지속되는 스케일에 부합하기 위하여 MRAM 셀의 집적도는 더욱 증가해야만 한다. 셀의 집적도가 증가할수록 강자성체의 열적 안정성이 감소하고, 이에 따라 소자가 오작동할 확률이 높아진다. 따라서, MRAM 셀의 열 안정성 확보를 위하여 자기이방성에너지를 증가시키는 구조 또는 물질에 대한 연구가 주목받고 있다. Pd/Co/Pd 박막은 계면에서 병진 대칭성(translational symmetry)이 깨져있고 d-밴드와 p-밴드의 혼성화로 상당히 큰 수직자기이방성에너지를 가지고 있어 많은 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 Pd/Co/Pd 박막에서 Co 강자성층을 쐐기(wedge) 모양으로 증착하여 강자성층의 두께에 따른 전기적 특성 및 자기적 특성을 홀(Hall) 소자와 진동시료형자력계(vibrating sample magnetometer, VSM)를 사용하여 분석하였다. 자성층의 두께가 증가할수록 자기모멘트는 증가하는데 이에 반하여 비정상 홀 효과의 크기는 감소하는 경향을 보였다. 강자성층의 두께를 감소시키면 음극성(negative polarity)의 비정상 홀 효과에 기여하는 표면 산란(surface scattering)이 상대적으로 벌크 산란(bulk scattering)에 비해 큰 영향을 미치기 때문으로 생각한다. 이로 인해 Pd/Co/Pd 구조에서 강자성층의 두께가 0.35nm 이하에서는 음극성을 나타내고, 0.35nm 이상에서 극성이 반전되어 양극성(positive polarity)를 나타나게 된다. 비정상 홀 효과는 페르미 준위 근처의 전자들이 주로 수송에 기여하는 반면, 자기모멘트는 페르미 준위 아래 d-밴드와 p-밴드 혼성화 밴드의 전자들이 기여하여 나타난다. 본 발표에서는 Co 강자성층 두께에 따른 비정상 홀 효과의 변화에 관하여 논의한다.

거대자기저항 재료

이성래(S. R. Lee) 한국자기학회 1995 한국자기학회지 Vol.5 No.3

GMR을 갖는 재료의 응용은 매우 광범위하며 크게 세 분야로 대별할 수 있다. 첫째는 자기 재생 헤드로서 2000년 초의 10 Gbits/in² 이상의 고밀도 자기기록 기술에서는 필수 불가결한 재료이다. 둘째는 다양한 분야에 응용될 고감도 자기센서 분야이며, 셋째는 집접화된 자기저항 메모리(MRAM) 분야이다. GMR재료를 사용한 자기센서 시제품은 이미 개발되었고 기존의 AMR재료인 퍼머로이에 비하여 3~20배 이상으로 신호준위가 크고 사용 온도 범위에서 선형성 및 열적안정성도 우수한 것으로 보고되고 있다. MRAM chip의 경우에는 16 Kbits 용량의 시제품이 발표되었고 Mbits 기억용량의 MRAM에 대한 연구가 진행중이다. GMR현상은 발견된지 고작 7년밖에 되지 않았으나 GMR자기센서는 microchip 형태로 이미 상업적으로 개발되었으며 자기디스크용 재생헤드에도 조만간 응용될 것으로 기대되는 등 매우 빠른 속도로 상용화 연구가 진행되고 있다.<br/> GMR 현상의 발견은 자성재료분야 연구 및 응용에 있어 새로운 전기를 마련하였으며 특히 자성과 이동현상이 연계된 분야로서 소위 “Magnetoelectronics”라는 새로운 미래기술의 장이 열리고 있음을 알리고 있다. 현재의 microelectronics 기술에서는 전자와 전자공공을 이용하는 기술이라면 magnetoelectronics 기술에서는 스핀 ↑ 및 스핀 ↓의 두 종류의 전자를 이용하게 된다. 자성체와 도체를 접목한 스핀 트랜지스터 또는 자성체와 반도체를 접목한 스핀-polarized FET(field effect transistor)등의 새로운 개념의 magnetoelectronics 소자의 창출이 기대되고 있다.<br/> 전반적으로 초보적인 연구 단계에 있는 GMR등의 자기이동(magneto-transport) 현상은 반도체 및 광학기술과의 접목을 통하여 소위 magneto-electronics, magneto-optics등의 다양한 새로운 기술 창출이 기대된다. 따라서 자기이동 현상의 기초 연구, 재료 측면의 연구 및 헤드, 센서, MRAM등의 응용기술연구가 국내에서 활발하게 이루어져 21세기 새로운 기술 창출이 기대되는 차세대 자성전자(magnetoelectronics)재료 응용에 대비하여야 할 것이다.

ZrO₂ - Y₂O₃ (YSZ) 중간층이 저 자장영역에서의 LSMO 박막의 자기저항 특성에 미치는 영향

심인보(In-Bo Shim),오영제(Young-Jei Oh),최세영(Se-Young Choi) 한국자기학회 1999 韓國磁氣學會誌 Vol.9 No.6

Water-based sol-gel법으로 La_(2/3)Sr_(1/3)MnO₃(LSMO)/YSZ/SiO₂/Si(100) 다결정체 박막을 제조하여 YSZ 중간층 도입에 따른 상온, 120 Oe의 저 자장영역에서 측정한 tunnel-type 자기저항 변화에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. 페롭스카이트 단일상을 갖는 미세한 LSMO 박막을 얻을 수 있었으며, YSZ 중간층을 도입하지 않은 박막의 자기저항 변화비는 최대 약 0.20 %이었으나, YSZ 중간층을 도입한 경우 자기저항비가 0.42 %로 증가하였다. 이러한 tunnel-type 자기저항의 증가 현상은 YSZ 중간층이 SiO₂/Si(100) 기판과 La_(2/3)Sr_(1/3)MnO₃ 자성박막 사이에서 확산 장벽층으로서의 역할을 수행하여 LSMO 박막의 미세구조 특성 향상 및 확산반응에 의하여 생성된 dead layer를 감소시켜 나타난 결과이다. La_(2/3)Sr_(1/3)MnO₃(LSMO)/YSZ/SiO₂/Si(100) polycrystalline thin films were fabricated by chelated sol-gel method The effect of YSZ buffer layer at low field (120 Oe) spin-polarized tunneling magnetotransport (TMR) properties of LSMO thin film was studied at room temperature. Single perovskite LSMO thin films was obtained. The maximum TMR ratio was increased from 0.2 to 0.42 % by the insertion of YSZ buffer. YSZ as diffusion barrier was attributed to the fine microstructure of LSMO thin films and the reduction of dead layer between LSMO and SiO₂/Si(100) interfaces.

COVID-19 면역치료제용 항-CD3 단클론항체와 자성나노입자 접합체 개발 및 자기적 특성 연구

최유경,최상헌,이보람,이현숙,이상석 한국자기학회 2021 한국자기학회 학술연구발표회 논문개요집 Vol.31 No.1

이전에는 정맥으로 전달되는 면역치료제용으로 항-CD3 단클론항체가 부정적인 부작용으로 알려져 있다. 본 연구에서는 최적의 조건에서 자성나노입자에 접합된 항-CD3 단클론항체의 정제 전달을 위한 마이크로니들형 패치 개발에 필요한 연구 기반 기술을 확보하고 치료 효능 결과를 얻는다. 궁극적으로 연구목표는 피부에 붙이는 마이크로 니들 패치를 통해 자성나노입자에 접합된 항-CD3 단클론항체의 국소 면역치료 약물전달를 사용하여 과도한 T 세포 활성화를 억제하여 사이토카인의 과잉분비를 제어함으로써 COVID-19로 인한 사망률을 줄이는 것이다. 실험방법으로는, 최적의 액상 생산을 위한 조건은 항-CD3 단클론항체와 자성나노입자의 Fc 지향적 접합으로부터 유도한다. 항-CD3 단클론항체는 SiteClick 항체 라벨링 키트를 사용하여 자성나노입자와의 접합을 위해 준비하였다. Fig. 1에서 보인 바와 같이 일단 접합되면, 항-CD3 단클론항체와 자성나노입자혼합물의 자기적 특성이 액상의 최적화를 위해 분석하였다. 또한 항- CD3 단클론항체와 자성나노입자의 성공적인 접합의 자기적 물성은 초상자성체 자성비드와 자성나노입자들의 크기와 분포에 따른 자기저항 특성으로 조사하였다. 부피 10 μl 만큼 들어가는 플라스틱 수조 중앙에 2개의 원통형 Cu 전극 그리고 균일한 외부자기장이 Cu 전극 두 면 사이 공간을 가로지르게 인가하도록 측정장치를 제작하였다. 1 mm 공간 내 존재하는 크기가 다른 입자들이 분포가 되도록 CD3 단클론항체와 자성나노입자가 접합한 용액을 통과하는 외부자기장 세기에 따라 측정한 전압곡선로부터 얻은 최저 자기저항값, 자기저항비, 그리고 용액보자력을 비교하였다. 이후 비임상 동물실험을 통해 정맥주사를 통한 직접 약물전달과 마이크로니들 패치를 통한 간접 약물전달 전과 후 차이의 효과를 림프관내 프리모관의 형태학적 변화를 관찰하였다. 다음으로, 항-CD3 단클론항체-자성나노입자 처리 패치에 의한 T-세포 (CD3) 활성화의 억제를 통한 IFN-γ 및 인터루킨 분비 감소를 확인하기 위한 토끼 동물 혈장을 조사하는ELISA 실험도 진행된다. 동물의 대정맥에서 혈청 샘플을 추출하여 과도한 염증성 사이토카인분비의 주산물 중 하나 인 IFN-ɣ의 양과 인터루킨 분비의 변화를 확인하는 토끼와 마우스 동물 실험을 실시한다. T-세포의 과잉 활성화 억제를 위해 항-CD3 단클론항체-자성나노입자들을 혈액으로 전달하는 필름형 마이크로니들 패치 기술을 적용하여 피부로 통과되는 액상의 양이 조절되도록 펄스형 자기장 자극을 가한다. 또한 혈액으로 들어간 항-CD3 단클론항체-자성나노입자들을 상체의 부분에 자성패드를 붙여서 효율성을 높인다.

자기 저항 신호를 이용한 저주파수 와전류 센서 개발 연구

김동영,윤석수 한국자기학회 2021 한국자기학회 학술연구발표회 논문개요집 Vol.31 No.1

침투 깊이(skin depth)에 의존하는 와전류(eddy current) 신호는 금속의 결함 검출, 두께 측정, 전기 전도도측정 등 다양한 분야에 활용되고 있으며, 비파괴용 와전류 탐상 장치는 주로 코일이 사용되고 있다. 가스관과같이 투자율이 높고, 두께가 두꺼운 강자성 금속 재료의 결함 검사 및 두께 측정은 침투 깊이가 우수한 저주파수 자기장이 요구된다. 저주파수 특성이 열악한 코일을 대체하기 위하여 자기저항(magnetoresistance, MR) 기반의 와전류 탐상 장치의 개발이 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 자기저항(magnetoresistance, MR) 신호를 사용하여 SM20C 탄소강 강판의 와전류 신호를 측정하여 강판에 형성된 결함 및 두께 측정 성능을 분석하였다. 먼저, 코일과 자기 저항 신호를 사용하여 결함에 의해 유도된 와전류 신호를 측정하였다. 와전류 신호는 코일과 자기 저항 모두에서 결함의 깊이에 따라 증가하는 경향을 보였으나, 저주파수 결함 검출 성능은 코일보다 자기저항 신호가 매우 우수하였다. 한편, 자기저항 신호를 이용하여 저주파수에서 측정한 와전류 신호의위상은 강판의 두께에 따라 선형적으로 증가하는 특성을 보였으며. 이는 강판의 두께 측정에 위상 변화가 유용하게 사용될 수 있다. 이렇듯 저주파수 특성이 우수한 자기 저항 신호는 강판 내부에 형성된 결함 검출 및 두께측정을 위한 비파괴 검사용 와전류 센서로의 활용이 기대된다.

ZrO₂ - Y₂O₃ (YSZ) 중간층이 저 자장영역에서의 LSMO 박막의 자기저항 특성에 미치는 영향

심인보(In-Bo Shim),오영제(Young-Jei Oh),최세영(Se-Young Choi) 한국자기학회 1999 韓國磁氣學會誌 Vol.9 No.6

Water-based sol-gel법으로 La_(2/3)Sr_(1/3)MnO₃(LSMO)/YSZ/SiO₂/Si(100) 다결정체 박막을 제조하여 YSZ 중간층 도입에 따른 상온, 120 Oe의 저 자장영역에서 측정한 tunnel-type 자기저항 변화에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. 페롭스카이트 단일상을 갖는 미세한 LSMO 박막을 얻을 수 있었으며, YSZ 중간층을 도입하지 않은 박막의 자기저항 변화비는 최대 약 0.20 %이었으나, YSZ 중간층을 도입한 경우 자기저항비가 0.42 %로 증가하였다. 이러한 tunnel-type 자기저항의 증가 현상은 YSZ 중간층이 SiO₂/Si(100) 기판과 La_(2/3)Sr_(1/3)MnO₃ 자성박막 사이에서 확산 장벽층으로서의 역할을 수행하여 LSMO 박막의 미세구조 특성 향상 및 확산반응에 의하여 생성된 dead layer를 감소시켜 나타난 결과이다. La_(2/3)Sr_(1/3)MnO₃(LSMO)/YSZ/SiO₂/Si(100) polycrystalline thin films were fabricated by chelated sol-gel method The effect of YSZ buffer layer at low field (120 Oe) spin-polarized tunneling magnetotransport (TMR) properties of LSMO thin film was studied at room temperature. Single perovskite LSMO thin films was obtained. The maximum TMR ratio was increased from 0.2 to 0.42 % by the insertion of YSZ buffer. YSZ as diffusion barrier was attributed to the fine microstructure of LSMO thin films and the reduction of dead layer between LSMO and SiO₂/Si(100) interfaces.

NiFe / Co / Cu / Co 스핀밸브 자기저항 메모리 셀에서 형상자기이방성이 메모리 특성에 미치는 영향

김형준(Hyeong-Jun Kim),조권구(Kwon-Ku Cho),주승기(Seung-Ki Joo) 한국자기학회 1999 韓國磁氣學會誌 Vol.9 No.6

보자력의 차이를 나타내는 NiFe(60Å)/Co(5Å), Co(30Å) 두 자성층으로 구성된 NiFe(60Å)/Co(5Å)/Cu(40~60Å)/Co(30Å) 스핀밸브 박막을 일반적인 사진식각 공정을 사용하여 ㎛ 크기의 자기저항 메모리 셀로 패턴하고, 형상자기이방성이 자기저항 메모리 셀의 스위칭 특성에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 자기저항 메모리 셀의 출력 및 스위칭 특성은 셀의 크기에 따라 1 ㎃의 일정한 전류와 30 Oe 이내의 스위칭 자장에서 수 ~ 수십 ㎷의 출력 전압을 나타내었다. 특히, NiFe/Co/Cu/Co 스핀밸브 박막의 증착시 기판에 의해 유도된 결정성에 의한 일축자기이방성과 스핀밸브 박막을 직사각형 형태의 셀로 패턴할 때 부가되는 형상자기이방성의 크기 및 방향을 적절히 조절함으로써, 메모리 셀을 구성하는 NiFe/Co 층의 스위칭 자장을 약 1/3로 감소시킬 수 있었으며, 이는 자기저항 메모리 셀의 크기가 서브마이크론 범위로 감소될 때 발생하는 스위칭 자장의 증가 문제를 해결하는 데 도움이 될 것으로 사료된다. NiFe(60 Å)/Co(5 Å)/Cu(60 Å)/Co(30 Å) spin valve thin films were patterned into magnetoresistive random access memory (MRAM) cells by a conventional optical lithography process and their output and switching properties were characterized with respect to the cell size and geometry. When 1 ㎃ of constant sense current was applied to the cells, a few or a few tens of ㎷ of output voltage was measured within about 30 Oe of external magnetic field, which is an adequate output property for the commercializing of competitive MRAM devices. In order to resolve the problem of increase in the switching thresholds of magnetic layers with the downsizing of MRAM cells, a new approach using the controlled shape anisotropy was suggested and interpreted by a simple calculation of anisotropy energies of magnetic layers consisting of the cells. This concept gave a reduced switching threshold in NiFe(60 Å)/Co(5 Å) layer consisting of the patterned cells from about 15 Oe to 5 Oe and it was thought that this concept would be much helpful for the realization of competitive MRAM devices.