자기기록의 고밀도화로 인해 보자력(Hc)이 큰 자기기록매체가 필요하게 되었다. 고보자력매체에 신호를 충분히 기록하기 위해서는 보다 강한 자장이 필요하다. 이 때문에 포화자화(Ms)가 큰 재료가 필요하며 고주파 영역에서 실효투자율(μeff)이 높아야 한다. Fe계 합금박막은 이에 적합한 재료이다. 본 연구에서는 Fe의 결정자기이방성에 영향을 미치는 Si과 Fe의 격자 변형을 유도할 수 있는 B를 첨가하였다. Fe-B-Si 계 박막을 질소분위기 중에서 RF Matnetron Sputter로 제작하여 연자기적 특성에 관하여 고찰하였다. Fe91.49B4.01Si4.50at% 박막은 350˚C에서 1시간 열처리를 행함으로써 약 900(10MHz) 정도의 투자율과 7.6Oe의 보자력을 나타냈으며 포화자화는 1300emu/㎤를 얻었다.

무전해도금법에 의한 퍼멀로이 박막의 도금 최적조건 규명 및 자기적 특성 향상을 위하여 퍼멀로이 박막의 미세구조 및 자기적 특성 등을 연구하였다. 소지는 알루미나를 사용하였으며, 환원제는 boron을 포함하는 Ni-Fe-B도금막이 형성되는 DMAB(dimethylamine borane)를 사용하였다. 도금시 인가된 도금막이 무자장하에서 도금된 도금막과 비교하여 기공이 적고, 조밀한 막이 형성됨을 SEM을 통하여 확인하였다. 도금속도는 온도, pH, DMAB 농도가 증가할수록 증가하였다. 도금막에 함유되는 boron의 함량은 pH가 감소할수록, 온도와 DMAB농도가 증가할수록 증가하였다. 도금막 보자력값은 300˚C에서 1시간 열처리하였을 때 약 4.5Oe로 감소하였고, 포화자기유도값은 3-5kG 정도 증가하였다. 이때 포화자기유도값은 자장하에서 도금된 후 열처리한 도금막이 무자장하에서 도금된 후 열처리한 도금막에 비하여 1.7kG 정도 높았다. 또한 열처리 후의 도금막이 열처리 전의 도금막에 비하여 기공이 적고 조밀한 도금막을 형성함을 볼 수 있었다.

Two grades of Permalloy strips, Fe-45Ni(PB) and Fe-78Ni-4Mo-5Cu(PC) were fabricated by powder rolling process from elemental powder mixtures. The roll compacted green strips were sintered, homogenized, cold rolled with or without an intermediate annealing and finally heat treated to measure magnetic properties. For a given thickness reduction, rolling with an intermediate annealing was found more effective to achieve a full densification with no visible micropores and also to obtain better magnetic properties. Increasing the final rolling reduction also produced a marked improvement of the magnetic properties whereas the cooling rate during the final heat treatment has little effect in both grades. Addition of a small amount, 0.4% Mn slightly degraded the properties. As an overall, The PM strips produced via powder rolling yielded the similar soft magnetic properties to the corresponding commercial grades produced via wrought processing.

Mn((Cu0.66AI0.34)1-x(Bi0.3Sb0.7)x) 및 Mn((Fe0.66AI0.34)1-x(Bi0.3Sb0.7)x) 합금계의 상의 변화와 자기적 특성을 조사하였다. Mn((Cu, SI)(Bi, Sb)) 합금계는 Bi상, MnSb상, MnBi상, k-상, Heuser상, Mn2Sb 및 β-Mn상의 혼합상으로 이루어졌으며 x가 증가함에 따라 Bi상과 Mn2Sb상이 증가하고 K-상, Heusler상 및 β-Mn상이 줄어들거나 사라졌다. 자기적 성질은 자성을 띄는 MnSb상, MnBi상, Mn2Sb상, k-상 및 Hseusler상과 비자성인 Bi상과 β-Mn상의 상대적 분율에 의해 결정됨을 알 수 있었고, 150K-200K 부근에서 그 이하로 온도가 감소함에 따라 자화값이 급격히 감소하는 현상이 나타났다. Mn((Fe, AI)(Bi, Sb))합금계는 Bi상, MnSb상, MnBi상, MnBi상,β-Mn상, k-상 및 Mn2Sb상의 혼합상으로 나타났으며, 자기적 성질은 조사한 전 조성에서 강자성을 띄고 있음을 알 수 있었다.

Sm의 농도가 각각 0.3, 0.4, 0.6인 세종류인(YSmLuCa)3(FeGe)5 O12 가넷트 박막을 LPE법으로 비자성재료인 Gd3Ga5 O12(GGG)기판상에 성장시켜, 버블 자성재료의 자기적 성질을 조사하였다. 공명폭 ΔH는 4πMs의 증가에 따라 증가하였고 Sm 농도의 감소에 따라 감소한다. 수직 자기 이방성에너지 Ku는 Sm증가에 따라 증가하며 같은 Sm농도에서는 4πMs의 증가에 따라 증가한다. 자벽 이동도는 4πMs의 증가에 따라 증가하며 Sm의 증가에 따라 감소한다. Ms.ΔH의 곱이 일정한 사실로 부터 새로운 자기손실인자 Eι을 구할 수 있으며 이는 Sm의 농도에 의존한다.ι을 구할 수 있으며 이는 Sm의 농도에 의존한다.

본 연구에서는 무전해 도금범으로 polyester film 상에 Co-Ni-P 박막을 석출시키고, pH, 온도 그리고 도금용액의 농도에 따른 도금속도 및 석출된 도금박막의 합금조성과 합금조성에 따른 자기적 특성을 고찰하였다. 무전해도금의 석출속도는 pH 8.5, 온도 90℃일때 가장 좋았으며, 자기적 특성도 이 때가 가장 좋았다. 합금조성은 pH와 착화제의 농도에 따라서는 크게 변화하였으나, 그 밖의 인자들에 의해서는 변화하지 않았다. 최적조건에서 만들어진 박막의 합금조성은 코발트가 78%, 니켈이 16%, 인이 6%였고, 보자력은 370 Oe, 각형비는 0.65였다. 박막은 합금조성에 따라 경질자성막과 연질자성막의 두가지 형태로 변화했고, 니켈이 30% 이상 공석(共席)되었을 때, 연질자성막으로 되었다. 연질자성막일때, 합금박막의 결정구조는 니켈이 강하게 배향된 비정질 형태를 나타냈고, 경질자성 막일때는, 코발트(101)과 (100)면으로 배향된 α-코발트의 hcp 결정구조를 나타내었다.

Nd-(Fe, Co)-B합금에 Ni, Al, Ti등을 복합치환하여 그에 따른 산화거동과 자기적 성질의 변화를 조사하였다. 이들 리본의 산호거동은 parabolic한 거동을 나타내고 있으며, Ni 첨가시 매우 낮은 산화량을 나타내었다. 또한 산화된 리본은 Nd-rich상의 우선적 산화에 의해 표면에 요철이 관찰되었으며 Ni 첨가시 그러한 요철은 많이 줄어들었다. 표면의 산화층은 Nd산화물이었고, 이는 입계에 있는 Nd-rich상이 산화되고 이것이 확산 통로로 작용하였다고 생각된다. 산화가 진행됨에 따라 입계상에 의한 domain wall pinning이 약해져 자기특성이 저하하였다. 그러나 Ni 첨가시 이러한 산화거동이 크게 억제되었으며 Ni의 첨가는 Nd-rich상의 산화저항성을 증가시킴으로써 리본의 산화를 억제해 자기특성의 저하를 억제하였다.

본 연구는 Mn-Al 합금계에서 τ상의 분율이 가장 높은 기준 조성을 결정하고 이 기준 조성중 Mn 원자의 일부를 Cu와 Fe 원자로 치환하였을 때 τ상의 안정성과 자기적 성질의 변화를 조사하엿다. Mn-Al 합금계에서 τ상의 분률과 자기적 특성이 가장 높은 조성은 Mn0.56Al0.44이었다. Mn0.56-XMxAl0.44 합금계의 결정구조는 M=Cu의 경우, 노냉시편과 소둔시편은 x ≤ 0.08 범위에서 τ상과 β-Mn상이 나타났고, 0.10 ≤ x ≤ 0.12 범위에서는 τ상과 κ상이 나타났으며, 0.15 ≤ 0.20 범위에서는 κ상만이 존재하였다. 급속응고시편은 x=0.04에서 ε상과 τ상이 공존하였고, x=0.06 및 x=0.08에서는 κ상과 τ상이 공존하였으며 x=0.12와 x=0.20에서는 κ 상만이 존재하였다. M=Fe의 경우, 노냉시편은 x< 0.08 범위에서 τ상, β-Mn상 및 γ2상이 나타났고, x > 0.10 범위에서는 κ상과 β-Mn</TEX>상이 나타났다. 급속응고시편은 x ≤ 범위에서는 ε상과 γ2상이 나타났지만, 미량의 τ상과 κ상도 존재함을 알 수 있었다. X=0.12와 x=0.20에서는 κ상만이 존재하엿다. Mn0.56Al0.44 합금에서 노냉시편과 소둔시편의 포화자화값은 40-45(emu/g)이었으며 curie 온도는 약 650K였다. 급속응고 시편의 포화자화값은 약 50-52(emu/g), Curie 온도는 약 644K엿다. 소둔시편 및 급냉리본 모두 큰 잔류자화/포화자화 비(~0.7)를 나타냈으며, 특히 급냉리본의 경우 77K에서 큰 잔류자화값(~48emu/g)을 보여주었다. Mn0.56-XMxAl0.44 합금계의 자기장에 따른 자화값의 변화는 강자성이 형태를 보여주었고 자화값은 강자성과 τ상과 κ상의 분율에 따라 결정되며 M=Cu일때, 최대자발자화값은 x=0.15에서 약 64.5(emu/g)이었다. M=Fe일 때 자화값은 x=0.15에서 최대자발자화값(σ0.0=66.4emu/g)이 나타났으며 τ상 영역에서의 값보다 높았다. Curie 온도는 M=Cu, Fe에 관계없이 x가 증가함에 따라 감소하였다.

RF & DC magnetron sputtering장치를 이용하여 Ar과 Ar+N2혼합가스분위기에서 Fe/Co및 Fe-N/Co-N다층막을 각각 제조하였다. 제작된 다층막을 100˚C ~ 500˚C로 각각 1시간씩 열처리하였다. Fe막의 두께와 열처리 온도에 따른 Fe/Co다층막의 포화자화와 보자력을 측정하고, 투자율을 조사하였다. Fe/Co(70Å/15Å)다층막에서 포화자화는 1.8Oe이다. 보자력은 열처리 온도 250˚C까지는 일정한 값(1.8Oe)을 가지나. 250˚C ~ 300˚C에서는 약간 증가하고, 300˚C이상에서는 갑자기 증가한다. 질소 유량비(N2/Ar+N2)가 4%인 조건에서 제작한 Fe-N/Co-N 다층박막의 보자력은 5Oe이고, 열처리 온도가 증가함에 따라 감소하다가 250˚C에서 최소값, 2Oe를 나타내고 그 이상의 온도에서 급격히 증가한다.

인가자장하에서 성장한 Co83Cr17 박막의 자가적 특성 및 미세구조를 조사하였고, 인가자장을 가하지 않은 경우에 성장한 박막과 그 특성 및 미세구조를 비교 하였다. 인가자장은 박막의 포화자화와 수평방향 보자력에는 아무런 영향을 주지 못하였지만, 수직보자력과 유효수직이방성자계를 감소시켰다. 또한 천이층의 결정립경과 두께는 인가자장에 의해 영향을 받지 않았지만, C축배향성은 약간 악화되었다. 또한 TEM사진은 인가자장의 유무에 관계없이 박막의 두께가 두꺼워질수록 (002)방위의 결정립 등이 우선적으로 성장함을 보여주었다.

Co(A I1- XC ux ) (0<x≤0.40)합금계의 결정구조 및 자기적 특성을 X-선 회절분석기, 주사전자현미경 그리고 진동 시료형 자력계를 이용하여 조사하였다. X-선 결정구조 및 상분석 결과, 전조성 범위에서 주상은 격자상수가 약 2.86Å인 규칙화한 B2(CsCI)구조를 가지고 있었으며, x ≥0.10범위에서는Cu함량이 많은 제 2상이 존재하였고 격자상수가 약 3.63Å인 FCC 구조이었다. 자화측정결과 x ≥0.25범위에서는 강자성, x≤0.10에서는 상자성 그리고 x=0.15, 0.20에서는 초상자성의 특성을 나타내었다. Cu함량(x)이 증가함에 따라 자화값은 증가하는 현상을 보여주었다. 본 합금계의 측정한 분자당 스핀자기 모멘트 값은 국부환경모델을 이용하여 각 조성에서 계산된 Co원소에 대한 스핀자기 모멘트 값과 잘 일치함을 보여주었다.

침상의 괴타이트 합성조건을 구하고 Co/가스에 의한 침탄법으로 Fe3C 단상을 얻을 조건을 구하여 그 자기적 특성을 조사한 결과 침상의 괴타이트는 공기 유입량을 1500ml/min, 반응온도 50˚C의 조건하에서 교반속도 500rpm, pH 12.0 이상에서 이상적인 분말을 합성할 수 있었으며 교반속도가 증가할수록 미세하고 입도 분포도 좁고 균일하였다. 탄화반응은 유리탄소를 방지하기 위하여 CO가스와 N2가스를 1:2로 혼입하였으며 550˚C, 60min. 이상의 반응조건하에서 Fe3C단상의 포화자화값은 탄화반응 온도에 관계없이 100/emu/g으로 일정하였으며 보자력은 780 에서 400Oe까지, 각형비는 0.35에서 0.13까지 탄화잔응 온도가 증가할수록 감소하였다.

기본조성 52.5mol% Fe2O3, 25.5mol% MnO, 22mol% ZnO로 구성된 Mn-Zn페라이트에 Bi2O3 및 CaCO3을 각각 0.02, 0.05wt%첨가한 시편에 대해서 Ta2O5,ZrO2및 SiO2의 미량 첨가한 따른 미세구조와 자기적 특성변화를 조사하였다. Ta2O5,ZrO2첨가에 따라 결정립 크기가 감소되었고, 전기시 균일한 입자로 형성된 미세구조를 가진 재료를 얻었다. SiO2첨가에 따라 결정립의 이상성장이 관찰되었고 소결밀도, 전기저항, 초투자율은 감소하고 고주파 영역에서 상대손실이 증가되었다. 본 연구결과 초투자자율은 균일한 결정립에서 최대의 값을 가지며 0.02wt%Bi2O3, 0.05wt%CaCO3, 0.1wt%Ta2O5 첨가시편의 경우 10kHz, 25˚C에서 초투자율(μI)은 6260이고 상대손실 계수(tanδ /μI)는 4.2 × 10-6 인 높은 투자율과 낮은 손실 특성을 가진 자성재료를 얻었다.

Mossbauer 분광법으로 비정질 Fe32Ni36Cr14P12B6의 자기적 성질을 연구하였다. 88K의 스펙트럼 분석에 의하면 초미세 자기장의 값은 140.5kOe이며 사중극자 분열은 거의 0의 값을 같는데 이는 초미세 자기장이 전기장 기울기 주축에 대해서 무질서하게 나열함을 의미한다. 시료의 Tc는 280K이고 상자성 온도 영역에서는 사중극자 분열값은 온도에 무관하게 거의 일정한 값을 나타냈다. 되튐없는 확률로부터 시료의 Debye특성 온도 288K를 얻었다.

소둔한 Co-(Al-Fe) 합금계의 결정구조 및 자기적 특성을 조사하였다. 소둔한 시편들은 x=0.05에서는 초상자성을 나타내었고 x≥0.10의 범위에서는 강자성을 보여주었다. X-선 결정구조 실험 결과, 전 조성 범위에서 격자상수가 약 2.87Å인 B2 구조를 띄고 있었다. Fe 원자 함량이 증가함에 따라 자기적 특성들은 증가하는 현상을 보여주었다. 본 합금계의 Fe 원자함량에 따른 자기적 특성들의 변화는 국부환경효과의 관점에서 해석할 수 있었다.

In this paper we examine a total of 16 dipolarization events that were observed by THEMIS spacecraft in space close togeosynchronous orbit, r < ~ 7 RE. For the identified events, we examine the characteristics of the plasma flows and associatedbubbles as defined based on pV5/3, where p is the plasma pressure and V the volume of unit magnetic flux. First, we find thatthe flow speed in the near-geosynchronous region is very low, mostly within a few tens of km/s, except for a very few events forwhich the flow can rise up to ~200 km/s but only very near the dipolarization onset time. Second, the bubble parameter, pV5/3,decreases by a much smaller factor after the dipolarization onset than for the events in the farther out tail region. We suggestthat the magnetic dipolarization in the near-geosynchronous region generates or is associated with only very weak plasmabubbles. Such bubbles in the near-geosynchronous region would penetrate earthward only by a small distance before theystop at an equilibrium position or drift around the Earth.

지구의 암권에서 가장 중요한 자성광물은 자철석이다. 암석 내에 존재하는 자철석의 성분과 입자 크기에 관한 정보를 알아내는데 저온 자화특성을 이용하려 한다. 물리적 방법의 하나인 저온 자화특성 실험은 비파괴적이며 운석과 같이 연구 대상 시료의 수량이 제한된 경우 특히 유용하게 사용된다. 금번 연구에서는 세 종류의 합성 자철석 시료와 세 종류의 자철석 함유 암석 시료에 대해 저온포화잔류자화의 가열실험과 실온포화잔류자화의 냉각/가열 실험을 수행하였다. 실험 결과 저온포화잔류자화는 가열함에 따라 자철석의 버웨이변환온도(~105~120 K)를 지나며 급격히 감소한다. 자철석의 버웨이변환온도와 등방점(135 K)를 모두 거치는 실온포화잔류자화의 냉각과 가열 실험 결과에서는 저온포화잔류자화의 가열 실험 결과와 비교하였을 때 자화회복력이 뛰어나고, 자화상실이 상대적으로 완만히 진행된다. 저온포화잔류자화와 실온포화잔류자화 모두 자철석의 입자 크기가 증가할수록 소실되는 포화잔류자화의 비가 증가한다. 결국 저온포화잔류자화기억도와 실온포화잔류자화기억도 모두 자철석의 입자가 커질수록 감소한다. 따라서 저온 자화특성을 이용하면 암석 내 자철석 입자의 크기를 비파괴적인 방법으로 유추할 수 있다.