본 연구에서는 연자성체인 나노 결정구조를 갖는 CoFeNi 합금과 Co계 아몰퍼스 합금의 형상 자기이방성에 따른 자기 특성 변화를 알고자 하였다. 우선 외부자장 가한 상태에서 전기 도금법을 사용하여 CoFeNi 합금을 제조하였고, Co계 아몰퍼스 합금을 melt spinning 방식으로 제조하였다. 형상 자기이방성의 따른 자기 특성 변화를 알기위해 포토 리소그라피를 이용하여 시편의 폭별, 길이별 형상 제어를 하였고, CoFeNi합금의 두께는 전기도금 시간을 변화시키며 제어하였다. Co계 아몰퍼스 합금의 두께는 20μm의 아몰퍼스 리본을 에칭용액에 담그어 에칭 시간으로 제어하였다. 시편의 자기특성은 ...
본 연구에서는 연자성체인 나노 결정구조를 갖는 CoFeNi 합금과 Co계 아몰퍼스 합금의 형상 자기이방성에 따른 자기 특성 변화를 알고자 하였다. 우선 외부자장 가한 상태에서 전기 도금법을 사용하여 CoFeNi 합금을 제조하였고, Co계 아몰퍼스 합금을 melt spinning 방식으로 제조하였다. 형상 자기이방성의 따른 자기 특성 변화를 알기위해 포토 리소그라피를 이용하여 시편의 폭별, 길이별 형상 제어를 하였고, CoFeNi합금의 두께는 전기도금 시간을 변화시키며 제어하였다. Co계 아몰퍼스 합금의 두께는 20μm의 아몰퍼스 리본을 에칭용액에 담그어 에칭 시간으로 제어하였다. 시편의 자기특성은 VSM(Vibrating Sample Magnetometer)를 사용하여 측정하였다. 전기도금한 CoFeNi 합금은 XRD 측정결과, FCC(111)방향으로 prefered orientation을 가지지 있고, 나머지는 혼재되어 있는 양상을 보였다. 이것은 전기 도금한 CoFeNi합금이 FCC(111)방향이 자화 용이방향(easy direction)이 되는 것을 의미한다. 시편의 자기특성은 VSM(Vibrating Sample Magnetometer)를 사용하여 측정하였는데, 자화 용이방향에 길이방향을 일치시킨 시편에 폭의 변화를 준 CoFeNi 합금의 보자력의 변화가 시편의 종횡비가 커짐에 따라 일정 지점까지 급격하게 증가하다가 그 이후 보자력의 변화가 포화되는 경향을 보였다. 이는 결정 성장？향과 형상자기이방성의 방향이 일치하는 일축 자기이방성(uniaxial anisotropy)을 가지기 때문이고, 형상자기이방성에 의해 보자력이 증가할 때 FCC(111) prefered orientation의 방해를 받지 않아 보자력이 급격히 변하였다. 자화 용이방향과 형상의 변화가 서로 수직인 시편의 보자력변화는 선형적으로 증가하였다. 이는 결정성장방향이 가해지는 형상자기이방성의 방향과 수직방향을 이루기 때문에 형상자기이방성에 의해 보자력이 증가할 때 결정자기이방성과 충돌하여 보자력의 변화에 영향을 끼쳐 급격히 증가하는 것을 막고 선형성을 띄게 되는 것이다. CoFeNi 합금의 각형비의 변화는 보자력의 변화와 비슷한 경향성을 보였다. 결정자기이방성과 형상자기이방성이 같은 시편의 각형비의 변화는 1에서 포화되지 않고 0.75에서 포화되었다. CoFeNi 합금을 도금시 결정의 성장방향을 형상자기이방성에 일치시켰다 하더라도 100%일치시키지는 못한다. 그래서 형상자기이방성이 커져 반자장 값이 0에 가깝게 되더라도 완벽히 일치하지 못한 결정성장방향으로 인해 각형비가 0.75에 포화되었다. CoFeNi 합금의 두께변화에 따른 보자력의 변화 두께가 증가할수록 보자력이 감소하였는데, 이는 Neel의 4/3 법칙이라 불리는 Hc = c tn의 관계식으로 설명이 가능하였다. 또한 fitting에 의해 계산 되어진 전기 도금한 CoFeNi 박막의 Neel 관계식에서의 c 값은 0.806이고, n값은 -0.349이였다. fitting으로 계산되어진 Hc = 0.806 x t-0.349에 의해 CoFeNi합금의 두께별 보자력의 변화를 예측 할 수 있다. Co계 아몰퍼스 합금은 CoFeNi합금과 마찬가지로 시편의 종횡비가 커지면서 단축의 자기소거장이 작아지고 장축의 자기소거장이 커져 보자력이 증가함을 알 수 있다. 하지만 Co계 아몰퍼스 합금은 비정질이기 때문에 특정방향의 결정자기이방성이 없어 보자력의 변화는 순수히 형상자기이방성에 따라 변화하므로 보자력이 급격히 증가하였다가 포화되는 경향을 보였다. 결정성장방향과 형상자기이방성이 일치하는 CoFeNi 합금의 보자력 변화는 시편의 종횡비가 커짐에 따라 급격하게 증가하다가 포화되었고, 서로 수직을 이룰때는 보자력이 선형적으로 증가하였다. Co계 아몰퍼스 합금의 종횡비가 커짐에 따른 보자력의 변화는 앞의 두 보자력의 변화 사이에서 형성되었다.
본 연구에서는 연자성체인 나노 결정구조를 갖는 CoFeNi 합금과 Co계 아몰퍼스 합금의 형상 자기이방성에 따른 자기 특성 변화를 알고자 하였다. 우선 외부자장 가한 상태에서 전기 도금법을 사용하여 CoFeNi 합금을 제조하였고, Co계 아몰퍼스 합금을 melt spinning 방식으로 제조하였다. 형상 자기이방성의 따른 자기 특성 변화를 알기위해 포토 리소그라피를 이용하여 시편의 폭별, 길이별 형상 제어를 하였고, CoFeNi합금의 두께는 전기도금 시간을 변화시키며 제어하였다. Co계 아몰퍼스 합금의 두께는 20μm의 아몰퍼스 리본을 에칭용액에 담그어 에칭 시간으로 제어하였다. 시편의 자기특성은 VSM(Vibrating Sample Magnetometer)를 사용하여 측정하였다. 전기도금한 CoFeNi 합금은 XRD 측정결과, FCC(111)방향으로 prefered orientation을 가지지 있고, 나머지는 혼재되어 있는 양상을 보였다. 이것은 전기 도금한 CoFeNi합금이 FCC(111)방향이 자화 용이방향(easy direction)이 되는 것을 의미한다. 시편의 자기특성은 VSM(Vibrating Sample Magnetometer)를 사용하여 측정하였는데, 자화 용이방향에 길이방향을 일치시킨 시편에 폭의 변화를 준 CoFeNi 합금의 보자력의 변화가 시편의 종횡비가 커짐에 따라 일정 지점까지 급격하게 증가하다가 그 이후 보자력의 변화가 포화되는 경향을 보였다. 이는 결정 성장？향과 형상자기이방성의 방향이 일치하는 일축 자기이방성(uniaxial anisotropy)을 가지기 때문이고, 형상자기이방성에 의해 보자력이 증가할 때 FCC(111) prefered orientation의 방해를 받지 않아 보자력이 급격히 변하였다. 자화 용이방향과 형상의 변화가 서로 수직인 시편의 보자력변화는 선형적으로 증가하였다. 이는 결정성장방향이 가해지는 형상자기이방성의 방향과 수직방향을 이루기 때문에 형상자기이방성에 의해 보자력이 증가할 때 결정자기이방성과 충돌하여 보자력의 변화에 영향을 끼쳐 급격히 증가하는 것을 막고 선형성을 띄게 되는 것이다. CoFeNi 합금의 각형비의 변화는 보자력의 변화와 비슷한 경향성을 보였다. 결정자기이방성과 형상자기이방성이 같은 시편의 각형비의 변화는 1에서 포화되지 않고 0.75에서 포화되었다. CoFeNi 합금을 도금시 결정의 성장방향을 형상자기이방성에 일치시켰다 하더라도 100%일치시키지는 못한다. 그래서 형상자기이방성이 커져 반자장 값이 0에 가깝게 되더라도 완벽히 일치하지 못한 결정성장방향으로 인해 각형비가 0.75에 포화되었다. CoFeNi 합금의 두께변화에 따른 보자력의 변화 두께가 증가할수록 보자력이 감소하였는데, 이는 Neel의 4/3 법칙이라 불리는 Hc = c tn의 관계식으로 설명이 가능하였다. 또한 fitting에 의해 계산 되어진 전기 도금한 CoFeNi 박막의 Neel 관계식에서의 c 값은 0.806이고, n값은 -0.349이였다. fitting으로 계산되어진 Hc = 0.806 x t-0.349에 의해 CoFeNi합금의 두께별 보자력의 변화를 예측 할 수 있다. Co계 아몰퍼스 합금은 CoFeNi합금과 마찬가지로 시편의 종횡비가 커지면서 단축의 자기소거장이 작아지고 장축의 자기소거장이 커져 보자력이 증가함을 알 수 있다. 하지만 Co계 아몰퍼스 합금은 비정질이기 때문에 특정방향의 결정자기이방성이 없어 보자력의 변화는 순수히 형상자기이방성에 따라 변화하므로 보자력이 급격히 증가하였다가 포화되는 경향을 보였다. 결정성장방향과 형상자기이방성이 일치하는 CoFeNi 합금의 보자력 변화는 시편의 종횡비가 커짐에 따라 급격하게 증가하다가 포화되었고, 서로 수직을 이룰때는 보자력이 선형적으로 증가하였다. Co계 아몰퍼스 합금의 종횡비가 커짐에 따른 보자력의 변화는 앞의 두 보자력의 변화 사이에서 형성되었다.
We used electroplated CoFeNi thin film with external magnetic field and melt spun Co-based amorphous ribbon as the original sample. Conventional photo lithography process was taken to get patterned alloys wet-etched subsequently to obtain desired dimensions. Specifically, different types of photo ma...
We used electroplated CoFeNi thin film with external magnetic field and melt spun Co-based amorphous ribbon as the original sample. Conventional photo lithography process was taken to get patterned alloys wet-etched subsequently to obtain desired dimensions. Specifically, different types of photo mask were used for the variation of the sample length and width. In case of CoFeNi ally, the sample thickness was controlled mainly by electroplating time and thickness of Co-based amorphous ribbon was adjusted by controlling etching duration. Soft magnetic properties of the samples were evaluated by a vibrating sample magnetometer (VSM, Lakeshore), with applying external magnetic field in parallel to the alloy axis(longitudinal direction).As generally expected from magnetostatics, Coercivity of CoFeNi alloy is increases as the aspect ratio increases. It means that shape anisotropy affect coercivity and this effect can be understood on the basis of demagnetizing field. The increase of coercivity with applying transverse (or longitudinal) magnetic field shows different tendency. The reason is the sample with transverse magnetic field has mixed anisotropies and anther sample with longitudinal magnetic field consider only shape anisotropy. Squareness is also increase as the aspect ratio increases. In cased of thickness, coercivity of CoFeNi decrease as the thickness increase and it was found that the dependence agreed with that derived by Neel, the so called 4/3 law (Hc = c tn). We have found that the coercivity depend on the thickness of CoFeNi alloy according to Neel''s law. That value of the c and n exponent obtained by linear regression from fitting of coercivity. the value of c is approximately 0.806 and the value of n is -0.349. we could estimate the changes of coercivity on thickness by Hc = 0.806 x t-0.349.We conformed that variation of coercivity and squareness on the melt spun Co-based amorphous shows different tendency compared to nanocrystaline CoFeNi alloy.
We used electroplated CoFeNi thin film with external magnetic field and melt spun Co-based amorphous ribbon as the original sample. Conventional photo lithography process was taken to get patterned alloys wet-etched subsequently to obtain desired dimensions. Specifically, different types of photo mask were used for the variation of the sample length and width. In case of CoFeNi ally, the sample thickness was controlled mainly by electroplating time and thickness of Co-based amorphous ribbon was adjusted by controlling etching duration. Soft magnetic properties of the samples were evaluated by a vibrating sample magnetometer (VSM, Lakeshore), with applying external magnetic field in parallel to the alloy axis(longitudinal direction).As generally expected from magnetostatics, Coercivity of CoFeNi alloy is increases as the aspect ratio increases. It means that shape anisotropy affect coercivity and this effect can be understood on the basis of demagnetizing field. The increase of coercivity with applying transverse (or longitudinal) magnetic field shows different tendency. The reason is the sample with transverse magnetic field has mixed anisotropies and anther sample with longitudinal magnetic field consider only shape anisotropy. Squareness is also increase as the aspect ratio increases. In cased of thickness, coercivity of CoFeNi decrease as the thickness increase and it was found that the dependence agreed with that derived by Neel, the so called 4/3 law (Hc = c tn). We have found that the coercivity depend on the thickness of CoFeNi alloy according to Neel''s law. That value of the c and n exponent obtained by linear regression from fitting of coercivity. the value of c is approximately 0.806 and the value of n is -0.349. we could estimate the changes of coercivity on thickness by Hc = 0.806 x t-0.349.We conformed that variation of coercivity and squareness on the melt spun Co-based amorphous shows different tendency compared to nanocrystaline CoFeNi alloy.
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