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두께변화에 대한 Ni81Fe19 박막의 자화 동역학 특성연구

한국자기학회지, Volume 31, Number 5, 31 Oct 2021, Pages 219-224
조재훈 * (대구경북과학기술원 나노융합연구부), 김준서 * (대구경북과학기술원 나노융합연구부), 유천열 * (대구경북과학기술원 신물질과학전공)
Abstract
본 연구에서는 브릴루앙 광 산란실험(Brillouin light scattering; BLS)과 벡터네트워크 분석기를 이용한 강자성공명실험(vector
network analyzer-ferromagnetic resonance; VNA-FMR)을 이용하여 Ni81Fe19 자성박막의 두께변화에 대한 자화 동역학의 특성에
관한 연구를 수행하였다. 두께 15, 30, 50, 70 nm의 Ni81Fe19 박막을 DC 마그네트론 스퍼터를 이용하여 증착하였다. 외부 자기장
의 변화에 따른 스핀파의 주파수를 측정하여 Ni81Fe19 박막의 포화자화, 교환 뻣뻣함 상수, Gilbert 감쇠 계수등의 자성상수를 결
정하였다. 자성박막의 두께가 두꺼워짐에 따라 포화 자화 값은 상승하다가 감소하였고, 교환 뻣뻣함 상수의 값은 약 8.9 pJ/m로
일정하고, Gilbert 감쇠 계수는 0.0113 ± 0.0001에서 0.0086 ± 0.0002로 점점 줄어드는 경향을 보였다.

The thickness dependent magnetic properties of Ni81Fe19 thin film are investigated using Brillouin light scattering and Vector
network analyzer-ferromagnetic resonance. Ni81Fe19 thin films are fabricated by DC magnetron sputtering system as 15, 30, 50, 70 nm.
The determined magnetic parameters are saturation magnetization (Ms), exchange stiffness constant (Aex), and Gilbert damping
constant (α). Ms values are slightly increased as increasing Ni81Fe19 thickness and decreased as increasing Ni81Fe19 thickness. Aex
values are almost identical value as 8.9 pJ/m, and α is decreased from 0.0113 ± 0.0001 to 0.0086 ± 0.0002 as increasing Ni81Fe19
thickness.
Keywords: Ni81Fe19 박막; 강자성공명; 브릴루앙 산란실험; 교환 뻣뻣함 상수; Gilbert 감쇠 계수; Ni81Fe19 thin film; ferromagnetic resonance; Brillouin light scattering; exchange stiffness constant; gilbert damping constant
DOI: https://doi.org/10.4283/JKMS.2021.31.5.219