• 제목/요약/키워드: FMR linewidth

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산화철 나노입자의 크기에 따른 강자성 공명 신호의 선폭 특성 (Size Dependence of FMR Linewidth in Iron Oxide Nanoparticles)

  • 김동영;윤석수
    • 한국자기학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.11-17
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    • 2014
  • 본 연구에서는 열 분해법으로 크기가 각각 D=4.67 nm, 5.64 nm 및 6.34 nm인 균일한 산화철 나노입자를 제조하여 강자성 공명 신호를 측정하였다. 측정된 강자성 공명 신호는 입자의 부피가 로그 정규 확률 분포를 갖는 초상자성 나노입자에 대하여 계산한 결과와 비교 분석하였다. 강자성 공명 신호의 선폭은 나노입자의 크기가 증가함에 따라 넓어졌으며, tanh($V^2$)에 비례하는 특성을 보였다. 이러한 나노입자의 크기에 따른 선폭 증가는 나노입자들 표면에 분포하는 표면 스핀과 결정 이방성 특성을 갖는 내부 스핀들에 의한 두 가지 강자성 공명 신호의 중첩에 기인함을 알 수 있었다.

LPE 성장법으로 성장시킨 La을 첨가한 YIG 막의 자성특성 (Magnetic Properties of La-doped YIG Films Prepared by LPE(Liquid Phase Epitaxy))

  • 김동영;한진우;김명수;이상석
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제14권3호
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    • pp.257-262
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    • 2001
  • Single crystalline films of La doped YIG(yttrium iron garnet) were grown by the liquid phase epitaxy. The lattice constants of films obtained by DCD(double crystalline diffractometer) measurement increased with increasing La contents in films. In particular, lattice constants of films grown wiht Y/La=20 solution were nearly same as those of GGG (gadolinium gallium garnet) substrate. The saturation magnetization measured with VSM (vibrating sample magnetometer) was about 1750Gauss which is the same as that of pure YIG irrespective of La contents in films. FMR(ferromagnetic resonance) linewidth of La doped YIG was smaller than that of pure YIG. Since appropriate La doping decreases the lattice mismatch between film and substrate, the FMR linewidth was Y/La=20 in this experiment.

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Spin orbit torque detected by spin torque FMR in W/CoFeB bilayer

  • Kim, Changsoo;Moon, Kyoung-Woong;Chun, Byong Sun;Kim, Dongseok;Hwang, Chanyong
    • 한국자기공명학회논문지
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    • 제23권2호
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    • pp.46-50
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    • 2019
  • Spin orbit torque would be applied as the next generation of MRAM, so many researchers are interested in related field. To make a more efficient device, electric current should convert into spin current with high efficiency. Moreover, it becomes important to measure efficiency of spin orbit torque accurately. We measured spin torque FMR of W/CoFeB hetero structure system with direct current. The efficiencies of the damping like torque and field like torque were measured by using the linewidth and on-resonance field proportional to direct current. In addition, we analyzed that a quadratic shift of the on-response field was caused by the Joule heating.

CoFeB/MgO 박막 재료의 열처리에 따른 강자성공명 특성 (Thermal Annealing Effect on Ferromagnetic Resonance Properties in CoFeB/MgO Thin Film)

  • 윤석수;김동영
    • 한국자기학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.10-14
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    • 2011
  • 본 연구에서는 열처리에 따른 자기이방성 자기장 및 강자성 공명 선폭(${\Delta}H_{PP}$) 변화 특성을 분석하기 위하여 열처리 전후의 CoFeB/MgO 박막 재료에 대하여 강자성 공명 신호를 측정하였다. 열처리 전에 일축이방성 자기장($H_{K1}$) 특성을 보이던 CoFeB는 열처리 후 쌍축이방성 자기장 ($H_{K2}$) 특성이 부가적으로 확연히 나타났다. 이는 비정질 CoFeB가 열처리에 의하여 B이 확산되는 과정에서 박막의 수평면에서 (001)결정면을 갖는 MgO 계면으로부터 CoFeB 역시 (001)결정면을 갖는 입방결정으로 성장하였기 때문이다. 또한 쌍축이방성을 갖는 결정축의 영향으로 수평면에서의 자화용이축의 분포 특성을 증가시켜 ${\Delta}H_{PP}$도 증가하는 특성을 보인다.

The Relation of Crystallite Size and Ni2+ Content to Ferromagnetic Resonance Properties of Nano Nickel Ferrites

  • Lafta, Sadeq H.
    • Journal of Magnetics
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    • 제22권2호
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    • pp.188-195
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    • 2017
  • The ferromagnetic resonance and other magnetic properties dependence on $Ni^{2+}/Fe^{3+}$ ratio and crystallite size were investigated for nano nickel ferrite ($NiFe_2O_4$). The crystallite size was controlled by controlling the nickel content in the starting material solution. The XRD and TEM were utilized to measure the crystallite size through Scherrer formula and particle size respectively. The most frequent particle sizes were lower than crystallite size, which ranged from 16.5 to 44.65 nm. The general behavior of M-H loop shapes and parameters showed superparamagnetic one. The saturation magnetization had a maximum value at $Ni^{2+}/Fe^{3+}$ molar ratio equal to 0.186. The FMR signals showed, generally, broad linewidths, where the maximum width and minimum resonance field were for the sample of the lowest crystalline size. Furthermore, FMR resonance field shows linear dependence on crystalline size. The fitting relation was estimated to express this linear dependency on the base of behavior coincidence between particle size and the inverse of saturation magnetization. The given interpretations to understand the intercept and the slope meanings of the fitted relation were based on Larmor equation, and inhomogeneous in the anisotropy constant.

Gd3Ga5O12 기판위에 성장된 Y3Fe5O12 박막의 열처리 조건에 따른 강자성 공명 특성 연구 (Effect of the Annealing Conditions on the Ferromagnetic Resonance of YIG Thin Film Prepared on GGG Substrate)

  • 이예림;;박승영;정종율
    • 한국재료학회지
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    • 제25권12호
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    • pp.703-707
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    • 2015
  • In this study, we investigated the effect of annealing conditions on the ferromagnetic resonance(FMR) of yttrium iron garnet ($Y_3Fe_5O_{12}$, YIG) thin film prepared on gadolinium gallium garnet ($Gd_3Ga_5O_{12}$, GGG) substrate. The YIG thin films were grown by rf magnetron sputtering at room temperature and were annealed at various temperatures from 700 to $1000^{\circ}C$. FMR characteristics of the YIG thin films were investigated with a coplanar waveguide FMR measurement system in a frequency range from 5 to 20 GHz. X-ray diffraction(XRD) and X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) were used to characterize the phase formation, crystal structure and composition of the YIG thin films. Field dependent magnetization curves at room temperature were obtained by using a vibrating sample magnetometer(VSM). The FMR measurements revealed that the resonance magnetic field was highly dependent on the annealing condition: the lowest FMR linewidth can be observed for the $800^{\circ}C$ annealed sample, which agrees with the VSM results. We also found that the Fe and O composition changes during the annealing process play important roles in the observed magnetic properties.

Vector Network Analyzer를 이용한 Py 박막의 강자성공명연구 (Vector Network Analyzer Ferromagnetic Resonance Study of Py Thin Films)

  • 신용확;하승석;김덕호;유천열
    • 한국자기학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.18-23
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    • 2010
  • 본 연구에서는 벡터 네트워크 분석기(vector network analyzer; VNA)와 코플라나 전송선(coplanar waveguide; CPW)을 이용한 강자성 공명 측정 방법을 개발하기 위해 두께가 각각 10, 20, 40 nm인 $Ni_{81}Fe_{19}$(Permalloy; Py) 합금 박막을 증착하여 측정하였다. 유리기판 위에 패터닝 작업을 거쳐 CPW를 형성하고 제작된 CPW 위에 Py 박막을 직접 올려놓아 시료의 반사/투과계수인 S-파라미터를 측정하였다. 외부자기장을 0 Oe에서 490 Oe까지 변화 시키며 측정해본 결과 Py 박막의 공명주파수는 2.5 GHz에서 7 GHz 범위 내에서 나타났으며 외부자기장의 세기가 커짐에 따라 공명주파수도 증가함을 확인하였다. S-파라미터를 분석하여 나온 공명주파수와 반치폭을 이용하여 포화자화량과 길버트 감쇠 상수를 구한 결과 Py 박막 40 nm에서 길버트 감쇠 상수 값 0.0124($\pm$0.0008)를 구했고 이는 선행 연구되었던 일반적인 강자성 공명 측정값과 일치함을 볼 수 있었다. 또한 두께별 의존도를 조사해본 결과 두께가 작아질수록 S-파라미터의 세기가 작아지는 것을 확인 할 수 있었으며, 강자성공명 분석 결과에서 Py 박막의 두께가 10 nm에서 40 nm까지 증가할 때 유효 포화 자화가 7.205($\pm$0.013) kOe에서 7.840($\pm$0.014) kOe로 증가하는 것을 확인 할 수 있었다.

LPE 성장법으로 성장시킨 La 을 첨가한 YIG 막의 자성특성 (Magnetic Properties of La-doped YIG films prepared by LPE(Liquid Phase Epitaxy).)

  • 김동영;한진우;김명수;이상석
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2000년도 추계학술대회논문집
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    • pp.89-92
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    • 2000
  • Liquid Phase Epitaxy 법을 이용하여 La이 첨가된 YIG(Yitrium Ion Garnet)막을 성장시켰다. X선 회절 분석을 이용하여 La의 첨가량을 변화시키며 제조된 막의 격자상수를 조사한 결과, La의 첨가량이 증가함에 따라 성장된 막의 격자상수도 증가하였으며 Y/La이 20인 경우, 막의 격자상수가 기판으로 사용한 GGG의 격자상수와 일치하였다. VSM(Vibration Sample Magnetometer)를 이용하여 구한 막의 포화자화 값은 La의 첨가량과 관계없이 순수한 YIG의 경우와 같은 값인 1750정도로 거의 일정하였다. FMR(FerroMagnetic Resonance) 측정장치를 이용한 막의 강자성 공명선폭을 측정결과 막의 공명선폭은 La의 첨가량과 관계없이 모든 경우에 순수한 YIG보다 감소하였다. 실험범위내의 La의 첨가에 대해서 기판과의 격자불일치가 순수한 YIG의 경우보다 감소하기 때문이다. La의 첨가량이 많은 조건에서 성장시킨 막은 공명선폭이 크고 두께의 증가에 따라서 선폭이 증가하였으며, YLa가 20과 30일 때 성장시킨 막에서는 공명선폭의 절대값도 작고 두께에 따른 공명선폭의 변화도 관찰되지 않았다.

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Ferromagnetic resonance of Hensler $Ni_2$MnGa thin films

  • M. D. Huang;Lee, N. N.;Lee, Y. P.;J. Y. Rhee;J. Dubowik
    • 한국진공학회지
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    • 제12권S1호
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    • pp.116-119
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    • 2003
  • $Ni_2$MnGa films, deposited on mica and glass substrates, were studied by ferromagnetic resonance (FMR) technology. The temperature-dependent resonance field was measured and a martensitic phase transformation (MT) was found between 310 and 340 K, exhibiting an abnormality on the curve. The easy axis is found to be in the film plane. The line width increases as a whole with decreasing temperature, which is discussed in terms of the motional narrowing mechanism. The resonance field was also measured as a function of orientation and the results were fitted, exhibiting a good consistence.

LPE 성장법으로 성장시킨 La 을 첨가한 YIG 막의 자성특성 (Magnetic Properties of La-doped YIG films prepared by LPE(Liquid Phase Epitaxy))

  • 김동영;한진우;김명수;이상석
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.89-92
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    • 2000
  • Liquid Phase Epitaxy 법을 이용하여 La이 첨가된 YIG(Yitrium Ion Garnet)막을 성장시켰다. X선 회절 분석을 이용하여 La의 첨가량을 변화시키며 제조된 막의 격자상수를 조사한 결과, La의 첨가량이 증가함에 따라 성장된 막의 격자상수도 증가하였으며 Y/La이 20인 경우, 막의 격자상수가 기판으로 사용한 GGG의 격자상수와 일치하였다. VSM(Vibration Sample Magnetometer)를 이용하여 구한 막의 포화자화 값은 La의 첨가량과 관계없이 순수한 YIG의 경우와 같은 값인 1750정도로 거의 일정하였다. FMR(Ferro Magnetic Resonance) 측정장치를 이용한 막의 강자성 공명선폭을 측정결과 막의 공명선폭은 La의 첨가량과 관계없이 모든 경우에 순수한 YIG보다 감소하였다. 실험범위내의 La의 첨가에 대해서 기판과의 격자불일치가 순수한 YIG의 경우보다 감소하기 때문이다. La의 첨가량이 많은 조건에서 성장시킨 막은 공명선폭이 크고 두께의 증가에 따라서 선폭이 증가하였으며, Y/La가 20과 30일 때 성장시킨 막에서는 공명선폭의 절대값도 작고 두께에 따른 공명선폭의 변화도 관찰되지 않았다.

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