초록 ▼

1. 시료 제작용 진공 증착기, 광자기 Kerr 효과 측정장비, 자기저항 측정 장비 등의 설계 및 제작: 양질의 시료 제작이 가능한 진공 증착기와 시료의 자기 광학적, 자기적 특성의 측정이 가능한 측정기기를 설계 제작, 연구에 활용함
2. 나노 자성소자의 자화 역전을 위한 전압 인가 방식의 연구:기존 이론을 보완한 사이층의Fermi surface 의 topology를 고려한 3차원적 해석 이론 개발 및 양질의 터널링 barrier 층의 증착 조건 확립
3. 전압인가에 의한 Schottky barrier potential의

1. 시료 제작용 진공 증착기, 광자기 Kerr 효과 측정장비, 자기저항 측정 장비 등의 설계 및 제작: 양질의 시료 제작이 가능한 진공 증착기와 시료의 자기 광학적, 자기적 특성의 측정이 가능한 측정기기를 설계 제작, 연구에 활용함
2. 나노 자성소자의 자화 역전을 위한 전압 인가 방식의 연구:기존 이론을 보완한 사이층의Fermi surface 의 topology를 고려한 3차원적 해석 이론 개발 및 양질의 터널링 barrier 층의 증착 조건 확립
3. 전압인가에 의한 Schottky barrier potential의 변화를 이용한 나노 자성 소자의 자화 역전: 강자성/금속/강자성/반도체의 4층막 구조에서 강자성층과 반도체 층 사이에 생성되는 Schottky barrier 의 특성이 인가전압에 의해 조절 가능한 사실을 이용한 자화 역전에 관련된 이론 제시하고, 자화역전 현상의 측정을 위한 ferromagnetic resonance 실험을 오사카 대학의 Suzuki 교수와 공동 연구 수행
4. 나노 스케일에 국소적으로 존재하는 강한 자기장의 발생 및 좁은 자벽의 생성: 좁은 자벽의 생성에 관련된 이론 제시 및 micromagnetics 전산 모사를 통한 이론의 확인. 좁은 자벽에서 발생하는 강한 자기장의 생성에 관련된 연구 수행
5. 비자성 IrMn 층을 이용한 보자력의 증진 방법: IrMn층의 두께에 따른 자성층의 보자력의 변화 연구를 통해서 수 나노 두께의 비자성 IrMn 층이 자성층의 보자력을 증가시킴을 발견
6. 나노 두께의 보호막이 있는 자성체의 광자기 효과의 해석: 나노 두께의 보호막이 있을 경우 매우 두껍거나 혹은 나노 두께를 가지는 자성층에서 나오는 Kerr 효과의 해석에 관한 새로운 해석적 방법 제시
7. 나노 스텝이 있는 구조에서의 Co 나노 박막의 자화 역전 메카니즘: Step이 있는 Si 기판에 증착된 Co 층이 형성하는 나노 선구조에서의 자화 역전 기구 및 자화 용이축과 step 방향의 상관관계 규명
8. Square ring array 구조에서의 자화 역전 메카니즘: 미국의 Argonne National Lab.과의 공동 연구를 통해서 square ring array 로 구성된 자성체에서 자화 역전 기구의 규명

Abstract ▼

The spintronics is one of the most promising future technology which can replace current electronics. Since the spintronics will utilize the fundamental physical quantity of the electron, spin, not only as an information storage, but also information carrier, the spintronics device will play an impo

The spintronics is one of the most promising future technology which can replace current electronics. Since the spintronics will utilize the fundamental physical quantity of the electron, spin, not only as an information storage, but also information carrier, the spintronics device will play an important role in the nano-technology era. To realize the nanometer length scale spintronics device, one of the key issues is controlling the magnetization orientation of the ferromagnetic material in the necessary part only without disturbing its neighborhood. This local control of magnetization orientation cannot be achieved by means of a conventional external magnetic field which is generated by a running current through a conducting wire. Due the non-local nature of induced magnetic field from the running current, it will be an underlying obstacle to down sizing spintronics devices. For examples, a switching selectivity problem is one of the main hurdles in the realization of the magnetoresistive random access memory(MRAM). In order to overcome this difficulty and achieve the nanometer scale spintronics devices, many proposals have been reported.
In the first step, we designed and set up ultra high vacuum chamber which is used for making good quality samples and build up apparatus MOKE(magneto optical Kerr effect) and MR(magnetoresistance) measurement system. We studied about the magnetization reversal in a $F_1$/NM/$F_2$/S ($F_1$,$F_2$:ferromagnetic, NM:nonmagnetic metal, S:semiconductor layers) four- layer system. Furthermore, we performed cooperation for four-layer system by FMR(ferromagnetic resonance) measurement with professor Y. Suzuki at the Osaka University at Japan. We also theoretically demonstrated that we can control the direction of magnetization on four-layer system by an applied bias voltage, and possibility of the formation of the narrow domain wall. In addition, we found out that the nonmagnetic IrMn buffer layer increase the coercivity of magnetic layer on magnetic devices. Moreover, we studied about the magnetization reversal mechanism of Co layer with nano wire structure on the top of miscut Si wafer and the square ring array structures.

목차 Contents

• 제 1 장 연구개발과제의 개요...7
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...9
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과...11
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...46
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...50
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...50
• 제 7 장 참고문헌...51