초록 ▼

본 연구에서는 자성 나노입자의 재질, 크기 및 형상을 조절하여 자성 코아-쉘 구조의 기능성 나노입자 제조하고, 고주파에서의 전자스핀공명 현상을 이용한 동역학적 스핀 상호작용의 메커니즘을 체계적으로 분석하고, 동역학적 스핀 상호작용의 메커니즘을 분석을 통한 고기능성 자성 나노입자의 양자역학적 스핀에너지 변환과정을 규명함으로써 IT 소자 및 BT에 적용할 수 있는 기초 기반기술 확보하고자 하였다.
이에 1 차년도는 다양한 solvent(Cyclohexane, Toluene, Heptane)에 따른 MgFe₂O<

본 연구에서는 자성 나노입자의 재질, 크기 및 형상을 조절하여 자성 코아-쉘 구조의 기능성 나노입자 제조하고, 고주파에서의 전자스핀공명 현상을 이용한 동역학적 스핀 상호작용의 메커니즘을 체계적으로 분석하고, 동역학적 스핀 상호작용의 메커니즘을 분석을 통한 고기능성 자성 나노입자의 양자역학적 스핀에너지 변환과정을 규명함으로써 IT 소자 및 BT에 적용할 수 있는 기초 기반기술 확보하고자 하였다.
이에 1 차년도는 다양한 solvent(Cyclohexane, Toluene, Heptane)에 따른 MgFe₂O₄ 나노 입자를 제조하여 프로세스에 따른 나노입자의 구조적 특성과 더불어 자기적 특성을
고찰 하였다. 공침법을 이용하여 제조된 Fe₃O₄ 나노입자와 나노입자 표면에 다양한 폴리머(DMSA, PEG, 3TA)를 코팅하여 코아-쉘 구조 및 온도 변화에 따른 나노입자의 자기적 특성 분석과 전자스핀 효과를 전자스핀공명을 통하여 분석하였다.
2차년도에는 자성 나노입자의 고주파 투자율 특성을 측정하기 위한 장치를 설계하였으며, 전산모사를 통하여 자성나노입자의 형상(spherical, cylinderical and hollow shapes) 및 재료에 따른 고주파 투자율의 변화를 예측하였다. 또한 자성 나노입자가 포함된 자성유전 복합체를 형성할 경우의 스핀 동역학의 변화를 예측하여 고주파 전자부품에 사용할 수 있는 가능성을 확인하였다. 이에 따라 자성 나노입자의 GHz대역의 고주파에서 우수한 투자율을 얻기 위하여 FeCo계열의 자성나노입자를 추가로 제조하여 이에 대한 자기적 특성을 분석하였다.
3차년도에서는 2차년도에 제조된 FeCo 나노입자의 안정성을 확보하고자 하였다. 공침법으로 FeCo 나노입자를 제조 시, 기존의 어닐링 환원과정을 거치던 방법에서 최초로 어닐링 환원 과정을 거치지 않는 화학적 합성법만을 이용하여 FeCo 자성 나노입자를 제조하였다. 이때 자성 나노 입자의 표면 산화 코팅으로 2 ~ 4 nm 두께의 자성 산화막을 갖는 코어-쉘 구조의 30 nm급의 FeCo 자성 나노입자를 합성하였다. 이렇게 합성된 FeCo 자성 나노입자는 약 200 emu/g의 우수한 자기적 특성을 확인하였다. 또한, 퍼멀로이 나노막대를 제조하여 재료 및 형상에 따른 자성 나노입자의 고주파 스핀 특성을 연구하였다.
위 결과를 활용하여 Jouranl of Applied Physics 등의 SCI 논문 7편, 국내등재지 1편을 포함하여 총 8편의 논문을 출판하였으며 연구 결과를 국제학술대회에 총 6회 발표하였다.

목차 Contents

• 일반연구자지원사업 최종(결과)보고서 ... 1
• 목 차 ... 3
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 4
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 5
• 1. 연구과제의 개요 ... 5
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 5
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 6
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 6
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 7
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 7
• Ⅲ. 연구성과 ... 8
• 끝페이지 ... 9