초록 ▼

III. 연구개발의 내용 및 범위
1. 최종 목표 및 당해 단계 목표
가. 최종 목표
○ 중성자 반사율 측정을 이용한 나노 자성 박막 구조 연구
○ 중성자 산란을 이용한 반강자성 상관계 스핀 구조 및 동역학 연구에 적용
○ 단결정 회절을 이용한 수소결합 구조, 상전이 및 proton glass 현상 연구
○ 중성자 산란용 결정시료 제조 기술 연구
나. 당해 단계 연구개발 목표
○ REF 이용 나노 자성박막의 교환 바이어스 현상연구
○ 중성자 반사 이용 나노 박막 구조 측정, 해석 연구

III. 연구개발의 내용 및 범위
1. 최종 목표 및 당해 단계 목표
가. 최종 목표
○ 중성자 반사율 측정을 이용한 나노 자성 박막 구조 연구
○ 중성자 산란을 이용한 반강자성 상관계 스핀 구조 및 동역학 연구에 적용
○ 단결정 회절을 이용한 수소결합 구조, 상전이 및 proton glass 현상 연구
○ 중성자 산란용 결정시료 제조 기술 연구
나. 당해 단계 연구개발 목표
○ REF 이용 나노 자성박막의 교환 바이어스 현상연구
○ 중성자 반사 이용 나노 박막 구조 측정, 해석 연구
○ 에너지 가변형 TAS 1차분광기 제작
○ 반강자성 상관계 스핀구조, 측정 해석연구
○ 반강자성 상관계 스핀 동역학 측정, 해석 연구
○ 강유전체 수소결합 구조 및 상전이연구
○ 수소결합형 강유전성과 반강유전성 혼합결정 구조연구
○ 중성자 산란용 결정시료 제조 기술 연구
2. 단계 연구개발 목표에 따른 주요 연구개발 내용
○ REF 이용 나노 자성박막의 교환 바이어스 현상연구
∙ 전산모사 시료 형식 결정
- Fe/Cr, Co/CoO 등의 박막조건에 따른 중성자 반사율 전산모사 수행, 기술보고서 작성
∙ 중성자 반사율 전산모사
- PNR 측정 및 해석에 적절한 시료형식 결정
∙ ICP 모듈 형식 설계
- 국내외 전문가 의견 반영 REF와 PNR 구현 기구의 통합 형식 설계 완료
∙ ICP 프로그램 제작
- PNR 측정 ICP 프로그램 제작, 평가 완료
∙ PNR 구현기구 성능 평가 완료
- T_min=4K, P=95%, B_max=0.8T, R_min< 10^-4
∙ 자성박막 측정 PNR 기법 확립
- PNR 측정절차 및 데이터 보정 절차 수립, 기술보고서 작성
∙ 자성박막시료 PNR 측정 및 데이터 해석
- 교환바이어스 박막 시료에 대한 각기 다른 4 가지 스핀상태의 PNR 측정 수행 및 데이터 분석
- 인공반강자성(SAF) 다층박막 시료의 PNR 측정 수행 및 계면의 자기적 특성 분석
○ 중성자 반사 이용 나노 박막 구조 측정, 해석 연구
∙ 냉중성자 PNR 측정 기반 구축
- 냉중성자 이용 PNR 구현기구 설치, P 평가완료, 기술보고서 작성
- 냉중성자 이용 가능성 확인을 위한 Fe, Ni 박막 등의 PNR 측정
∙ 중성자반사 이용 생체계면 측정 기반 구축
- Bio-REF 단색기, 시료위치별 중성자속 평가
- EPICS와 SPEC를 기반으로 하는 Bio-REF 장치 구동 실현
- Bio-REF 이용 표준박막 시료 중성자 반사율 측정, 최소반사율 평가
∙ 자성/비자성 이종접합 박막 PNR 전산모사
- PNR 반사율 변화 평가
- 시료형식 결정 ; Co₄₀Fe₄₀B₂₀/MgO, Co₅₀Fe₅₀/MgO, Co/Cu 다층박막
∙ 생체막 계면 특성 및 구조 분석 연구
- 생체 이중막 형성 구조 분석
- 펩타이드 단분자막 형성, 반사율 측정 분석
∙ 자성/비자성 이종접합 박막의 PNR 이용 자기 유발/감쇠 현상 연구
- 자성/비자성 다층박막, 초기 열처리 시료 제작(크기 10x10mm², 4개)
- 포화자기장 조건에서 자성/비자성 다층박막 PNR 측정(8개 데이터),
- PNR 데이터 분석으로 자기 유발 감쇠 현상 평가
∙ 생체막 단백질과 생체막과의 복합 구조체 분석 연구
- Tat-펩타이드 결합에 의한 세포막 상전이 평가
- WALP의 길이에 따른 세포막 구조 및 특성변화 측정, 평가

Abstract ▼

III. Contents of the Project
1. Final Goal and Research Goal in the Current Phase
A. Final Goal
○ Structural studies of nano-magnetic thin films by using neutron reflectometry
○ Spin structure and dynamics study of antiferromagnetically correlated spin systems by using neutron scattering

III. Contents of the Project
1. Final Goal and Research Goal in the Current Phase
A. Final Goal
○ Structural studies of nano-magnetic thin films by using neutron reflectometry
○ Spin structure and dynamics study of antiferromagnetically correlated spin systems by using neutron scattering
○ Single crystal study of hydrogen-bond, phase transition and proton glass phenomena by using single crystal diffraction
○ Study of single crystal growth for neutron scattering purpose
B. Research Goal in the Current Phase
○ Study on exchange bias in nano-magnetic thin films
○ Study of nano-meter scale strucuture measurement and analysis by using neutron reflectometry
○ Development of variable incident energy 1st spectrometer of the thermal triple-axis spectrometer
○ Spin structure measurement and analysis of antiferromagnetically Correlated spin systems
○ Measurement and analysis of spin dynamics of antiferromagentically correlated spin systems
○ Study of phase transition and hydrogen-bond in ferroeletrics
○ Structure of mixed crystals of ferroelectricity and antiferroelectricity due to hydrogen bonds
○ Study on growth techniques of crystal specimens for neutron scattering
2. Content of the Research in the Current Phase
○ Structural studies of nano-magnetic thin films by using neutron reflectometry
∙ Study on exchange bias in nano-magnetic thin films by using neutron reflect ometery
- Sample structure determination through simulation
: Simulation of Fe/Cr, Co/CoO, and publication of a technical report
- Simulation of neutron reflectivity
: Optimization of sample for PNR measurement and analysis
- Designing the ICP module
: Designing the integrated instrument control of both REF and PNR
- Programming the ICP
: Programming the ICP for PNR measurement
- Performance evaluation of the PNR instrumentation
: T_min=4K, P=95%, B_max=0.8T, R_min< 10^-4
- Establishment of the PNR technique for mangetic thin films
: Development of PNR measurement process and data refinement process A technical report is published
- PNR measurement and analysis of magnetic thin films
: PNR measurement of exchange-biased magnetic thin films under 4 differ ent magnetic states
: PNR measurement of synthetic antiferromagnetic multilayer sample and a nalysis of the magnetic property of the interface
∙ Measurement and analysis of nano-structured thin film using neutron reflectivity
- Fundamental establishment of measurement for the cold neutron PNR
: Set-up for the PNR system using a cold neutron, completement of Pestimation, publishment of technical report
: Measurement of the PNR for Fe and Ni thin films to evaluate utilization of a cold neutron
- Establishment of a measurement system of the biological interface using the neutron reflectivity
: Evaluation of a neutron flux as tuning the Bio-REF monochromator and sample position
: Establishment of Bio-REF instrumental motion system based on EPICS and SPEC
: Measurement of the neutron reflectivity and evaluation of the lowest reflection for standard thin film samples using Bio-REF
- PNR Simulation of magnetic/non-magnetic heterojunction thin films
: Evaluation of the PNR reflectivity change
: Determination of a sample type: Co₄₀Fe₄₀B₂₀/MgO, Co₅₀Fe₅₀/MgO, Co/Cu
multilayer thin films
- Study on interfacial structure properties of bio-membranes
: Structural anaylsis of the biomimetic bilayer formation
: Formation of peptide monolayer membranes; measurement and analysis of neutron reflectivity
- Magnetic enhancement and/or degradation phenomena of magnetic/nonmagnetic heterojunction thin films using PNR
: Magnetic/non-magnetic multilayer thin films; fabrication of initial annealed samples (size 10×10 mm², 4 ea)
: PNR measurement of magnetic/non-magnetic multilayer thin films on condition of the saturated magnetic field (8 data)
: Evaluation of magnetic enhancement and/or degradation phenomena by PNR data analysis
- Structural study on complex systems of bio-membrane peptides and bio-membranes
: Effect of Tat-peptide binding on phase transition of cell membranes
: Effect of length of the WALP on structure and properties of cell membranes

목차 Contents

• 표지 ... 2
• 제출문 ... 3
• 보고서 요약서 ... 4
• 요약문 ... 6
• SUMMARY ... 21
• CONTENTS ... 38
• 목차 ... 43
• 표목차 ... 47
• 그림목차 ... 49
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 57
• 제1절 연구개발의 목적 및 필요성 ... 57
• 1. 과제개요 ... 57
• 2. 연구개발의 필요성 ... 57
• 제2절 연구 범위 ... 58
• 1. 최종 목표 및 당해 단계 목표 ... 58
• 2. 단계 연구개발 목표에 따른 주요 연구 범위 ... 59
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 63
• 제1절 선진국의 기술개발 현황 및 수준 ... 63
• 제2절 국내 기술개발 현황 및 수준 ... 64
• 1. 국내 기술개발 현황 ... 64
• 2. 현기술상태의 취약성 ... 66
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 69
• 제1절 중성자 반사율 측정을 이용한 나노박막 구조 연구 ... 69
• 1. 강자성/반강자성 다층박막의 중성자 반사율 전산모사 ... 69
• 가. 전산모사 시료 형식 결정 ... 69
• 나. 중성자 반사율 전산모사 ... 70
• 2. 자성 박막 PNR 측정 ICP 모듈 제작 ... 71
• 가. ICP 모듈 형식 설계, 제작 ... 71
• 3. 자성박막 측정 PNR 기법 확립 ... 74
• 가. REF 이용 PNR 기법 수립 ... 74
• 나. PNR 기법 정도 평가 ... 74
• 4. 자성박막 시료 PNR 측정 ... 79
• 가. 교환바이어스 박막제작 ... 79
• 나. 교환바이어스 박막 PNR 측정 ... 79
• 다. 다층박막 구조의 자기적 특성 연구 ... 81
• 5. 냉중성자 PNR 측정 기반 구축 ... 84
• 가. 냉중성자 이용 REF-V 구축 ... 84
• 나. 냉중성자 PNR 구현기구 설치 ... 85
• 6. 자성/비자성 이종접합 박막 PNR 전산모사 ... 92
• 가. 자성/비자성 이종접합 박막 : CoFeB/MgO 및 CoFe/MgO 다층박막 ... 92
• 나. 자성/비자성 이종접합 박막 : 반강자성 결합을 한 Co/Cu 다층박막 ... 92
• 다. 최적 박막시료 형태 결정 ... 92
• 7. 자성/비자성 이종접합 박막의 PNR 이용 자기 유발/감쇠 현상 연구 ... 97
• 가. 자성/비자성 이종접합 박막의 제작 및 특성 조사 ... 97
• 나. REF-V 이용 자성/비자성 이종접합 박막의 PNR 측정 ... 101
• 다. PNR 측정 데이터 해석 및 자기 유발/감쇠 현상 평가 ... 104
• 8. 중성자반사 이용 생체계면 측정 기반 구축 ... 107
• 가. 바이오 중성자 반사율 측정장치(Bio-REF) 구축 ... 107
• 나. 생물 시료 준비실 구축 ... 110
• 다. 바이오 중성자 반사율 측정 및 구동 시험 ... 110
• 9. 생체막 계면 특성 및 구조 분석 연구 ... 111
• 가. 생체구조 분석 및 실험 방법 ... 111
• 나. 생체구조 분석 및 실험 ... 112
• 10. 생체막 단백질과 생체막과의 복합구조체 분석 연구 ... 112
• 가. 인지질 다층막에서 흡착된 펩타이드체에 의한 상분리 측정결과 ... 113
• 나. WALP 단백질의 세포막 흡착 및 인지질 mismatching 특성 연구 ... 115
• 제2절 중성자 산란을 이용한 반강자성 스핀구조 및 동역학 연구 ... 117
• 1. 열중성자 삼축분광장치 개발 ... 117
• 가. 단색기 차폐 유니트(MSU) 설계, 제작 및 설치 ... 117
• 나. 빔 경로 부품/기기 설계 및 제작 ... 129
• 다. 이중 집속형 단색기 유니트, 해석기 유니트 ... 137
• 라. 해석기/검출기 차폐 유니트 ... 141
• 마. 통합 제어장치 ... 144
• 바. 구동제어장치 및 프로그램 최적화 ... 148
• 사. 검출계통 및 신호/배경값 최적화 ... 152
• 아. 장치성능 향상 및 최적화 ... 153
• 자. 장치 특성자료 생산 및 시험측정 ... 155
• 차. 열중성자 삼축분광장치용 시료환경장치 제작 ... 157
• 2. 희석식 냉동기 시스템 제작, 성능 시험 ... 161
• 가. 연구개요 ... 161
• 나. HRPD 용 고자장, 극저온 시료환경장치 설계 ... 161
• 다. HRPD 용 고자장, 극저온 시료환경장치의 구동 ... 167
• 3. 표준 반강자성 분말시료 회절상 측정, 해석 ... 167
• 가. 연구개요 ... 167
• 나. 표준 분말시료 회절상 측정, 해석 ... 168
• 4. 엇맞는 반강자성체 스핀 구조 연구 ... 170
• 가. 연구개요 ... 170
• 나. 엇맞는 반강자성체 스핀 구조 연구 - I : Co 도핑된 MnWO4 ... 170
• 다. 엇맞는 반강자성체 스핀 구조 연구 - II : Al 도핑된 Ba0.5Sr1.5Zn2Fe12O22 ... 172
• 5. 기준 반강자성 결정시료 회절상 측정 ... 173
• 가. 연구개요 ... 173
• 나. 기준 반강자성 결정시료 회절상 측정 ... 174
• 다. 단결정 자기회절 분석, 스핀구조 해석 ... 174
• 6. 반강자성 상관계 분말 시료 동역학 측정, 해석 ... 177
• 가. 다강체 헥사페라이트 Ba0.5Sr1.5Zn2(Fe1-xAlx)12O22의 자기 이방성 제어 ... 177
• 7. 반강자성 상관계 단결정 시료 동역학 측정, 해석 ... 179
• 가. 반강자성 상관계 단결정 시료 스핀 동역학 측정, 해석 연구 ... 179
• 나. 다강체 Mn1-xCoxWO4의 비탄성중성자 산란에 의한 자기이방성 연구 ... 180
• 다. 비탄성 중성자 산란에 의한 스핀 동역학 측정 및 자기이방성 이해 ... 181
• 제3절 단결정회절을 이용한 수소결합 구조, 상전이 및 proton glass 현상 연구 ... 182
• 1. 강유전체 단결정 상온 측정, 해석 ... 182
• 가. Li(NH4)SO4 상온 결정구조 특성 ... 182
• 나. 결정구조 분석 ... 183
• 다. 결정구조 해석 및 수소원자 거동 연구 ... 183
• 라. 상전이 연구 ... 185
• 2. 수소/중수소 치환 단결정 상온 측정 및 해석 ... 187
• 가. KHCO3와 KDCO3 단결정 상온측정, 해석 ... 187
• 나. 수소/중수소 치환 단결정 온도실험 및 상전이 연구 ... 189
• 3. 열운동 보정과 해석기법 개발 및 적용 ... 190
• 가. LiH2PO4 결정구조와 TLS 분석 ... 190
• 4. 수소결합형 혼합결정 제작 및 특성 연구 ... 196
• 가. (Rb1-xTlx)H2PO4 혼합단결정 ... 196
• 나. 수소결합형 혼합결정의 온도에 따른 비정렬 수소 거동연구 ... 199
• 제4절 중성자 산란용 결정시료 제조 기술 연구 ... 208
• 1. 단결정 성장장치 설계 및 제작 ... 208
• 가. 장치 개요 ... 208
• 나. 장치 구성 ... 208
• 2. 단결정 성장 장치를 이용한 단결정 성장 공정 확립 ... 212
• 가. 실험방법 ... 212
• 나. 결과 및 고찰 ... 213
• 3. Ca 치환된 YBCO 초전도 단결정 제조 및 물성 기초연구 ... 217
• 가. 연구목적 ... 217
• 나. 실험방법 ... 218
• 다. 결과 및 고찰 ... 219
• 4. Mo 첨가된 Y123 초전도체의 향상된 전자기 물성과 Ba4Y2CuMoOy의 형성 ... 222
• 가. 연구목적 ... 222
• 나. 실험방법 ... 223
• 다. 결과 및 고찰 ... 224
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 232
• 제1절 연도별 연구목표 및 연구개발 목표의 달성도 ... 232
• 1. 최종 목표 ... 232
• 2. 당해 단계 연구개발 목표 ... 232
• 3. 연도별 단계목표 및 달성도 ... 232
• 제2절 관련분야 기술발전에의 기여도 ... 236
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 238
• 1. 중성자 반사율 측정을 이용한 나노 자성 박막 구조 연구 ... 238
• 2. 중성자 산란을 이용한 반강자성 상관계 스핀 구조 및 동역학 연구 ... 239
• 3. 단결정 회절을 이용한 수소결합 구조, 상전이 및 proton glass현상 연구 ... 240
• 4. 중성자 산란용 결정시료 제조 기술 연구 ... 240
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 241
• 제7장 연구시설 • 장비 현황 ... 242
• 제8장 참고문헌 ... 243
• 첨부. 연구성과 교류 활성화 및 성과 확산 방안 ... 245