[논문]FePt 자기 양자점 터널링 소자의 전기적 특성과 자기적 특성 연구

박상우; 서주영; 이동욱; 김은규

doi:10.5757/jkvs.2011.20.1.057

초록
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열처리 방식을 통하여 형성된 FePt 나노 입자를 사용하는 자기 양자점 소자를 제작하고, 전기적 및 자기적 특성을 연구하였다. FePt 자기 양자점 터널링 소자는 p 형 Si 기판 상부에 약 20 nm의 $SiO_2$ 터널 절연막을 형성하고 FePt 박막을 3 nm 두께로 증착한 후에 열처리 방식을 이용하여 8~15 nm 크기의 양자점을 갖는 구조이다. 터널링 소자의 전류-전압 특성을 자기장과 온도 변화에 따라 관찰하였고 특히, 저온에서 비선형적인 전류-전압 곡선을 확인하였으며 이러한 단전자 수송현상을 전자의 hopping 모델과 양자점의 터널링 현상을 이용하여 설명하였다. FePt 양자점 터널링 소자는 20 K에서 터널링 현상을 보였으며, 양단에 가해준 전압과 관계없이 외부 자기장이 증가할수록 음의 자기저항이 커지는 현상을 관찰하였고, 9,000 G에서 약 26.2 %의 자기저항 비를 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

We have studied the electrical and magnetic transport properties of tunneling device with FePt magnetic quantum dots. The FePt nanoparticles with a diameter of 8~15 nm were embedded in a $SiO_2$ layer through thermal annealing process at temperature of $800^{\circ}C$ in $N...

We have studied the electrical and magnetic transport properties of tunneling device with FePt magnetic quantum dots. The FePt nanoparticles with a diameter of 8~15 nm were embedded in a $SiO_2$ layer through thermal annealing process at temperature of $800^{\circ}C$ in $N_2$ gas ambient. The electrical properties of the tunneling device were characterized by current-voltage (I-V) measurements under the perpendicular magnetic fields at various temperatures. The nonlinear I-V curves appeared at 20 K, and then it was explained as a conductance blockade by the electron hopping model and tunneling effect through the quantum dots. It was measured also that the negative magneto-resistance ratio increased about 26.2% as increasing external magnetic field up to 9,000 G without regard for an applied electric voltage.

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In particular, FePt nanoparticles have been widely studied because of their great application potential in advanced magnetic materials such as ultrahigh-density recording media and high-performance permanent magnets, based on their uniaxial magnetocrystalline anisotropy [7,8]. In this study, we have fabricated a tunneling device with FePt magnetic QDs and analyzed the electrical properties applying external magnetic fields using current-voltage (I-V) measurements. And then, the magnetotransport properties of the tunneling device with FePt magnetic QDs were analyzed by magnetoresistance measurements at 20 K.

참고문헌 (11)

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