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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김재성
- 발행연도
- 2017
- 저작권
- 숙명여자대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수3
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중금속/강자성금속 이중 층 시스템은, 중금속 층의 강한 스핀궤도상호작용의 결과로서 설명되는 spin-orbit torque(SOT)와 계면 DMI(Dzyaloshinskii-Moriya Interaction)와 같은 새로운 자기현상으로 인해 최근의 자성 나노구조 연구에서 가장 활발히 연구되고 있는 주제 중 하나이다. SOT, DMI와 같은 자기현상에 기반한 스핀트로닉스 장치의 경우 빠른 속도와 낮은 에너지소비와 같은 특성을 가질 것이라 예측 되고 있어 많은 연구가 진행 되어지고 있다.
위와 같은 현상이 일어나는 과정에 대한 이해를 높이고 장치응용을 빠르게 실현하기 위해 더욱 심화된 실험기술이 요구된다. Scanning Transmission X-ray Microscopy(STXM)와 magneto-optic Kerr effect(MOKE) microscopy는 현재 이러한 강자성/중금속 이중 층 시스템과 관련된 다양한 자기현상을 조사할 수 있는 장비이며 이러한 장치를 사용하여 Co/Pt 이중층 구조를 가진 샘플의 계면상태를 조절하여 자성특성의 변화를 살펴보았다.
Co/Pt 이중층의 계면상태를 열처리 등으로 적절히 변화시킴으로써 계면의 결정성이나 거칠기에 따라 보자력(coercivity)나 잔류자화(remanent magnetization), spin reorientation transition과 같은 자성 특성이 변화하는 것을 MOKE microscopy를 통해 관찰하였다. 또한 외부자기장에 따른 비대칭적 Domain wall speed를 확인할 수 있었으며, 이를 통해 domain wall type을 추정할 수 있었다. STXM 장비를 이용하여 MOKE microscopy로는 볼 수 없는 미세한 크기의 자구구조를 확인해 볼 수 있었으며, 샘플에 외부자기장을 걸어주면서 Domain의 wall type과 비대칭적 Domain wall speed를 측정 하여 계면 DMI값의 측정 가능성을 확인 할 수 있었다. 이번 연구를 통해 위와 같이 계면상태를 적절히 조절하여 SOT와 DMI와 같은 자성특성 변화를 연구하고자 하였다.
위와 같은 현상이 일어나는 과정에 대한 이해를 높이고 장치응용을 빠르게 실현하기 위해 더욱 심화된 실험기술이 요구된다. Scanning Transmission X-ray Microscopy(STXM)와 magneto-optic Kerr effect(MOKE) microscopy는 현재 이러한 강자성/중금속 이중 층 시스템과 관련된 다양한 자기현상을 조사할 수 있는 장비이며 이러한 장치를 사용하여 Co/Pt 이중층 구조를 가진 샘플의 계면상태를 조절하여 자성특성의 변화를 살펴보았다.
Co/Pt 이중층의 계면상태를 열처리 등으로 적절히 변화시킴으로써 계면의 결정성이나 거칠기에 따라 보자력(coercivity)나 잔류자화(remanent magnetization), spin reorientation transition과 같은 자성 특성이 변화하는 것을 MOKE microscopy를 통해 관찰하였다. 또한 외부자기장에 따른 비대칭적 Domain wall speed를 확인할 수 있었으며, 이를 통해 domain wall type을 추정할 수 있었다. STXM 장비를 이용하여 MOKE microscopy로는 볼 수 없는 미세한 크기의 자구구조를 확인해 볼 수 있었으며, 샘플에 외부자기장을 걸어주면서 Domain의 wall type과 비대칭적 Domain wall speed를 측정 하여 계면 DMI값의 측정 가능성을 확인 할 수 있었다. 이번 연구를 통해 위와 같이 계면상태를 적절히 조절하여 SOT와 DMI와 같은 자성특성 변화를 연구하고자 하였다.
목차
Ⅰ. 서론 = 1Ⅱ. 실험방법 및 원리 = 52.1. MOKE(magneto-optic Kerr effect)microscopy의 원리 및 방법 = 52.2. STXM (scanning transmission x-ray microscopy)의 원리 및 방법 = 11Ⅲ. 실험내용 및 결과 = 143.1. 실험 장비와 시료제작 = 143.2. MOKE microscopy를 이용한 측정과 결과 = 173.3. STM을 이용한 실험 및 결과 = 263.4. STXM을 이용한 실험 및 결과 = 29Ⅳ. 결론 = 35
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