초록이 없습니다.

AI 본문요약

엑셀 다운로드 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

• 연구 방법
• 연구 결과

제안 방법

• CoFeB 박막과 나노점에서 평면상으로 외부 DC 자기장을 인가하고 동시에 그에 수직인 방향으로 RF 자기장을 인가하여 강자성 공명 주파수 스펙트럼을 그림 1과 같이 확인하였다. 수직 자기 이방성을 갖고 있는 박막에서 평면상으로 외부 자기장이 인가되면 Zeeman 에너지와 수직 자기 이방성 에너지의 경쟁에 의해 자화방향이 결정된다.
• Landau-Lifshitz-Gilbert 방정식을 푸는 object oriented micromagnetic framework (OOMMF[2]) 코드로 시뮬레이션을 하여 강자성 박막과 나노점에서 스핀의 동역학적 신호의 변화를 연구하였다. 시뮬레이션을 위한 강자성 물질의 자성은 S.
• 박막과 나노점의 감쇠 상수를 구하기 위해 외부 DC 자기장을 변화시키며 RF 자기장에 대한 강자성 공명 주파수의 변화를 확인하였다. 공명 주파수는 0.01 nsec 간격으로 각각의 cell의 M(z, y)를 100 nsec 동안 저장하여 분석하였다. 그리고 저장한 결과를 시간에 대하여 fast Fourier transform 하여 주파수에 대한 정보를 얻었다.
• Zeeman 에너지가 수직 자기 이방성 에너지보다 커지는 임계 자기장(critical field)의 크기는 나노점이 모양에 의한 반자성 에너지가 크기 때문에 박막보다 크다. 또한, 그림 2와 같이 외부 자기장에 대한 강자성 공명 주파수의 반치폭(full width at half maxium; FWHM)을 구하였다. 시뮬레이션에 적용한 감쇠 상수는 0.
• 수직 자기 이방성을 갖고 있는 박막에서 평면상으로 외부 자기장이 인가되면 Zeeman 에너지와 수직 자기 이방성 에너지의 경쟁에 의해 자화방향이 결정된다. 박막 또는 나노점에서 스핀의 동역학적 거동은 공명 주파수 스펙트럼에서 자화 방향과 자기장의 방향을 고려하여 분석하였다. Zeeman 에너지가 수직 자기 이방성 에너지보다 커지는 임계 자기장(critical field)의 크기는 나노점이 모양에 의한 반자성 에너지가 크기 때문에 박막보다 크다.
• 시료의 강자성 공명을 분석하기 위해 ‘sinc’ 함수인 H_y = H₀sin(2πf_h(t-t_f/2))/2πf_h(t-t_f/2) 꼴의 자기장을 시료 전체에 인가하여 RF 자기장을 적용하였다[3]. 박막과 나노점의 감쇠 상수를 구하기 위해 외부 DC 자기장을 변화시키며 RF 자기장에 대한 강자성 공명 주파수의 변화를 확인하였다. 공명 주파수는 0.
• 박막은 125 × 125 ×1.3 nm3인 크기의 슬레이트에 주기적 경계조건(periodic boundary condition)을 적용하여 계산하였고 나노점은 50 × 40 × 1.3 nm3인 원판 모양으로 계산하였다.
• 감쇠 상수를 연구하기 위해서는 스핀의 동역학적 거동에 대한 분석이 필요하다. 본 논문은 전산모사를 통해서 강자성 박막 또는 나노점에서 강자성 공명 현상을 이용하여 스핀의 동역학적 거동을 분석하였다.
• 본 연구는 CoFeB 박막과 나노점에서 강자성 공명 시뮬레이션을 이용하여 스핀의 동역학적 거동을 확인하였고, 공명 주파수의 스펙트럼을 분석하여 자기장에 대한 반치폭의 변화로부터 감쇠 상수를 계산하였다. 그 결과, 나노점에서 자화방향이 수직인 경우와 수평인 경우에 각각 다른 감쇠상수가 얻어짐을 확인하였다.
• 시료의 강자성 공명을 분석하기 위해 ‘sinc’ 함수인 Hy = H0sin(2πfh(t-tf/2))/2πfh(t-tf/2) 꼴의 자기장을 시료 전체에 인가하여 RF 자기장을 적용하였다[3].

데이터처리

• 01 nsec 간격으로 각각의 cell의 M(z, y)를 100 nsec 동안 저장하여 분석하였다. 그리고 저장한 결과를 시간에 대하여 fast Fourier transform 하여 주파수에 대한 정보를 얻었다. f_h는 45 GHz, H₀는 10 mT를 적용하였다.

이론/모형

• Landau-Lifshitz-Gilbert 방정식을 푸는 object oriented micromagnetic framework (OOMMF[2]) 코드로 시뮬레이션을 하여 강자성 박막과 나노점에서 스핀의 동역학적 신호의 변화를 연구하였다. 시뮬레이션을 위한 강자성 물질의 자성은 S. Ikeda 논문[1]을 참고하여 CoFeB에 대한 자기적 변수로 설정하였다. 박막은 125 × 125 ×1.

성능/효과

• 본 연구는 CoFeB 박막과 나노점에서 강자성 공명 시뮬레이션을 이용하여 스핀의 동역학적 거동을 확인하였고, 공명 주파수의 스펙트럼을 분석하여 자기장에 대한 반치폭의 변화로부터 감쇠 상수를 계산하였다. 그 결과, 나노점에서 자화방향이 수직인 경우와 수평인 경우에 각각 다른 감쇠상수가 얻어짐을 확인하였다. 이를 통해서 실험적으로 감쇠상수의 값을 결정할 때, 분석에 있어서 추가적인 주의가 필요하다는 것을 확인하였다.
• 시뮬레이션에 적용한 감쇠 상수는 0.027이고 시뮬레이션 결과를 분석하여 얻은 박막과 나노점의 감쇠 상수는 자화 방향이 자기장과 일치할 때는 0.0194 ± 0.0003로 같고 자화 방향과 자기장의 방향이 다를 때에는 각각 0.0165 ± 0.0003와 0.0202 ± 0.0003로 다르게 계산됨을 확인하였다.
• 그 결과, 나노점에서 자화방향이 수직인 경우와 수평인 경우에 각각 다른 감쇠상수가 얻어짐을 확인하였다. 이를 통해서 실험적으로 감쇠상수의 값을 결정할 때, 분석에 있어서 추가적인 주의가 필요하다는 것을 확인하였다.

본문요약 정보가 도움이 되었나요? 예 아니오 제출

이 논문을 인용한 문헌

더보기