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Cavity-FMR 장치를 이용한 강자성 재료의 물성 분석
한국자기학회지, Volume 31, Number 2, 30 Apr 2021, Pages 53-61
Abstract
본 논문에서는 강자성 공명(FMR) 신호를 측정하는 장치의 하나인 C avity-FMR 장치의 소개 및 강자성 박막에서 측정한 공명
신호의 현상학적 분석 방법을 소개하였다. 강자성 박막의 수직면(out-of-plane) 각도에서 측정한 강자성 공명 자기장 Hres을 이용
하여 재료의 유효 자화량 및 g-factor를 구하였으며, 수평면(in-plane) 각도에서 측정한 강자성 공명 자기장 Hres을 이용하여 재료
의 이방성 자기장을 도출하였다. 또한, 강자성 공명 선폭 HPP는 재료의 균질성, 비균질성 및 스핀파의 산란 등을 반영하고 있
으며, 이들 특성을 분석하는 방법을 제시하였다.
We introduce the Cavity-FMR devices measuring the ferromagnetic resonance (FMR) signals, and phenomenological description of
FMR signals measured in ferromagnetic thin films. The effective magnetization and g-factor can be obtained from the FMR field
(Hres) measured at out-of-plane angle of ferromagnetic thin films and the anisotropy fields can be obtained from the Hres measurement
at in-plane angle. We also present the analysis method of FMR linewidth (HPP) due to the Gilbert damping factor, inhomogeneous
magnetic properties and spin wave scattering, respectively.
신호의 현상학적 분석 방법을 소개하였다. 강자성 박막의 수직면(out-of-plane) 각도에서 측정한 강자성 공명 자기장 Hres을 이용
하여 재료의 유효 자화량 및 g-factor를 구하였으며, 수평면(in-plane) 각도에서 측정한 강자성 공명 자기장 Hres을 이용하여 재료
의 이방성 자기장을 도출하였다. 또한, 강자성 공명 선폭 HPP는 재료의 균질성, 비균질성 및 스핀파의 산란 등을 반영하고 있
으며, 이들 특성을 분석하는 방법을 제시하였다.
We introduce the Cavity-FMR devices measuring the ferromagnetic resonance (FMR) signals, and phenomenological description of
FMR signals measured in ferromagnetic thin films. The effective magnetization and g-factor can be obtained from the FMR field
(Hres) measured at out-of-plane angle of ferromagnetic thin films and the anisotropy fields can be obtained from the Hres measurement
at in-plane angle. We also present the analysis method of FMR linewidth (HPP) due to the Gilbert damping factor, inhomogeneous
magnetic properties and spin wave scattering, respectively.
Keywords: 강자성 공명; 선폭; 세차운동; 감쇠; 마이크로파 ferromagnetic resonance; linewidth; precession; damping; microwave
DOI: https://doi.org/10.4283/JKMS.2021.31.2.053