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TEM을 이용한 L10 FePt (001) 자성박막의 미세조직과 자기적 특성에 관한 연구 = A study of the microstructure and the magnetic property of L10 FePt (001) magnetic thin film using TEM
서명 / 저자 TEM을 이용한 L10 FePt (001) 자성박막의 미세조직과 자기적 특성에 관한 연구 = A study of the microstructure and the magnetic property of L10 FePt (001) magnetic thin film using TEM / 김아람.
저자명 김아람 ; Kim, A-Ram
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2014].
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The microstructure and magnetic properties of chemically ordered epitaxial FexPt1-x (001) films with perpendicular magnetic anisotropy have been studied using XRD (x-ray diffraction), HRTEM (high resolution TEM) and VSM (vibrating-sample magnetometer). L10 FexPt1-x (001) epitaxial films were dc magnetron sputtered on the MgO (100) substrates at substrate temperature of 600℃. The composition was changed by changing the number of chips of Pt on the Fe target (Fe60Pt40 and Fe50Pt50). The deposition time was varied to control the thickness at each composition (1 min, 2.5 min and 4 min). XRD study confirms the presence of the anisotropic L10 crystal structure. When the film thickness was about 25nm (1min. deposition), the microstructure of film was discontinuous for both of compositions. After critical thickness the film showed continuous epitaxial film structure in case of Fe50Pt50. It indicates that the film growth start with island and merge as deposition time increases. The out of plane coercivity Hc at room temperature decreased as the film thickness increased with high remanence. In particular, the Fe50Pt50 thin films (thickness ≥ 60nm), the out of plane coercivity largely decreased with very low perpendicular remanence compared to Fe60Pt40. Fe50Pt50 thin film (2.5min) also showed highly interconnected perpendicular stripe domain pattern in a MFM (magnetic force microscopy) image. HRTEM study reveals the existence of periodic misfit dislocations at the FePt/MgO interface. FFT (Fast Fourier Transform) analysis showed that Fe50Pt50 films were observed to show a significantly smaller lattice misfit than Fe60Pt40, which appears to be responsible for a change in the film growth mode from discontinuous to continuous epitaxial growth mode. Namely, whereas granular film was formed on top of continuous epitaxial film in thicker Fe60Pt40 films(≥ 60nm), continuous epitaxial film was observed to keep growing in thicker Fe50Pt50 films (≥ 60nm). The formation of continuous epitaxial film led to a positive nucleation field of reverse domain together with extremely small remanence. The ordering parameter calculation was corrected to reflect the thickness and texture changes of the films. The highest ordering parameter of up to 0.76 was obtained in the Fe60Pt40 thin films (4 min) although the sample had granular films on top of the continuous epitaxial film.

수직자기이방성을 가진 규칙화된 에피택셜 L10 FexPt1-x(001) 박막이 XRD(x-ray diffraction), HRTEM(high resolution TEM) and VSM(vibrating-sample magnetometer)을 이용하여 연구되었다. 박막은 dc 마그네트론 스퍼터링으로 MgO(100)기판에 600 ℃에서 증착되었다. 조성은 Fe 타겟 위의 Pt칩의 개수를 변화시켜 조절하였다 (Fe60Pt40 and Fe50Pt50). 각 조성에서 박막의 두께를 조절하기 위해 증착 시간을 다르게 하였다 (1분, 2.5분, 4분 증착). L10 결정구조의 존재를 XRD분석으로 확인하였다. 박막두께가 약 25nm였을 때, 두 조성에서 박막의 미세구조는 불연속적이었다. 임계 두께 이후부터는 Fe50Pt50박막은 연속적인 에피택셜한 박막구조를 보였다. 이것은 증착시간이 증가함에 따라 박막성장이 아일랜드로 시작하여 합쳐지는 현상임을 의미한다. 상온에서의 수직보자력은 박막 두께가 증가함에 따라 높은 잔류자화를 가지며 감소하였다. 특히, 60nm이상의 Fe50Pt50박막들은 Fe50Pt50박막에 비해 낮은 잔류자화를 가지며 수직보자력이 크게 감소하였다. Fe50Pt50 박막 (2.5분 증착)은 MFM 이미지를 통해 상호 연결성이 높은 수직 스트라이프 자구 패턴을 보여주었다. FePt/MgO 계면에 주기적인 불일치 전위의 존재를 HRTEM 연구에서 확인할 수 있었다. 이에 대한 FFT (Fast Fourier Transform) 분석은 Fe50Pt50박막들이 Fe60Pt40 박막보다 상당히 적은 격자불일치를 가짐을 보여주었으며 이것이 불연속 성장 모드에서 연속 에피택셜 성장모드로의 변화의 이유가 될 것으로 보인다. 즉, Fe60Pt40 박막 (≥ 60nm) 에서 연속적인 에피택셜 박막 위에 과립형 막이 형성되는 것과 달리 Fe50Pt50 박막 (≥ 60nm) 은 연속적인 에피택셜한 박막의 성장이 유지되었다. 연속적인 에피택셜 박막의 형성은 낮은 잔류자화 값과 함께 역자구핵형성장이 양의 값이 되도록 한다. 박막의 두께와 텍스쳐의 변화를 반영하기 위해 규칙화된 정도의 계산이 보정되었다. 가장 높은 규칙도는 연속에피택셜 박막 위에 과립형 막이 형성되었음에도 Fe60Pt40 박막 (4분 증착) 에서 0.76으로 얻어졌다.

서지기타정보

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청구기호 {MMS 14002
형태사항 vi, 74 p. : 삽도 ; 30 cm
언어 한국어
일반주기 저자명의 영문표기 : A-Ram Kim
지도교수의 한글표기 : 박중근
지도교수의 영문표기 : Joong-Keun Park
학위논문 학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 신소재공학과,
서지주기 참고문헌 : p. 72-74
주제 FePt L10
고해상도투과전자현미경
자성박막
규칙도
수직자화
FePt L10
HRTEM
magnetic thin film
ordering parameter
perpendicular magnetization
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