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연구개요
본 연구는 나노자성다층박막의 결정성 및 자기교환결합상호작용 조절을 통한 자기적 특성 제어하고,, 자기적 특성 향상에 대한 원인을 밝혀내는데 목적이 있음. 구조적, 화학적, 물리적 방법 등의 다양한 방법을 이용하여 자성 박막의 결정성을 높여 우수한 자기적 특성을 갖는 나노자성박막을 개발하고, 향상된 자화와 보자력의 원인에 대해서 깊이있게 이해를 한다. 이를 기반으로 교환스프링자석의 경자석과 연자석의 상호작용을 조절하여 선택적 자기적 특성 조절을 하며 자기이력곡선을 토대로 FORCs 측정과 분석 및 방사광 가속기의 엑스

연구개요
본 연구는 나노자성다층박막의 결정성 및 자기교환결합상호작용 조절을 통한 자기적 특성 제어하고,, 자기적 특성 향상에 대한 원인을 밝혀내는데 목적이 있음. 구조적, 화학적, 물리적 방법 등의 다양한 방법을 이용하여 자성 박막의 결정성을 높여 우수한 자기적 특성을 갖는 나노자성박막을 개발하고, 향상된 자화와 보자력의 원인에 대해서 깊이있게 이해를 한다. 이를 기반으로 교환스프링자석의 경자석과 연자석의 상호작용을 조절하여 선택적 자기적 특성 조절을 하며 자기이력곡선을 토대로 FORCs 측정과 분석 및 방사광 가속기의 엑스선자기원형이색성(x-ray magmetoc circular dichroism, XMCD)를 이용하여 원자 수준에서 자기적 특성을 연구수행함.

연구 목표대비 연구결과
1. 상온에서 우수한 최대자기에너지적을 갖는 비희토류 경자성 박막의 원인 분석
- 자기 이방성이 큰 L1₀-phase FePt 자성 물질을 나노크기의 아일랜드 구조의 7 nm 두께로 MgO 기판 위에 증착하여 4 T 의 보자력과 1.43 T 의 포화 자화를 얻었다. 이 나노자성 박막의 결정성을 높이고자, 열처리 및 LSAT(LaSrAlTa)O₃로 기판 변경을 하여 6 T의 보자력과 1.8 T 의 포화자화를 통해서 80 MGOe의 최대자기에너지적을 갖는 나노 자성 박막을 제작되었다. 희토류를 사용하지 않고, 결정성 향상을 통하여 우수한 자기적 성질을 가지는 나노 박막을 제작하였다. 제작된 나노자석을 XMCD를 측정하여 향상된 스핀 및 궤도 모먼트를 도출하였고, 이방성에 관한 연구를 측정 및 분석함.

2. 나노 두께의 경자성/연자성 박막을 이용한 새로운 교환스프링자석 개발 및 자기교환결합상호작용 조절에 따른 나노자성다층박막의 자기적 특성 제어 연구
- 7 nm 두께의 경자석 L1₀- FePt 위에 3 nm 두께의 연자석 Co를 쌓아 교환스피링자석을 제작하였다. 제작된 나노다층자성박막을 FORCs 측정을 통하여 상호작용 필드와 보자력 필드 분포를 얻음으로서 자기역전현상의 매커니즘을 이해함. XMCD 측정을 통하여 경자석과 연자성이 상호작용 정도에 따라서 자기역전 매커니즘이 바뀌는 것을 규명함.

연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
희토류 영구자석을 대체할 비희토류 나노자성박막 제작 및 자기적 특성 제어를 통해서 새로운 자석 및 적용에 적합한 디자인에 아이디어를 제공. 이 연구 성과로 나노 자석을 활용하는 자성 반도체 분야 및 자기 센서 (스핀트로닉스), 바이오 메디컬 분야 (다기능 나노로봇) 등에 고효율, 고용량, 고성능의 자성소자 및 나노자성액츄에이터의 소재 선택에 기여하여 원하는 자석을 자유롭게 제작할 수 있는 기술을 갖추게 된다.
무엇보다도 현재 희토류 자석이 장악하고 있는 영구 자석 분야에 대체 자석을 제시 한다면, 희토류 전량을 수입하고 있는 우리나라의 경제와 산업에 큰 파급효과를 가져다 줄 것으로 예상한다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1-1 연구 개발 목적 ... 4
• 1-2 연구 개발 필요성 ... 4
• 1-3 연구 개발 범위 ... 6
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 7
• 2-1 나노크기 L10-FePt에서 나타나는 자기적 특성 향상에 관한 연구 ... 7
• 2-2 자기적 특성 조절이 가능한 교환스프링자성 박막 제작 ... 8
• 2-3 제작된 나노자성다층박막들의 물리적 특성 측정 및 분석 ... 8
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 9
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 9
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 13
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 14
• 7. 참고문헌 ... 14
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 16
• 끝페이지 ... 18