자기기록매체용 FePt 자성박막의 자화조직 및 cluster 형성에 관한 연구 = Magnetization structure and cluster formation of fept thin film for magnetic recording media

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본 논문은 FePt 자성박막의 미세조직 및 자화조직에 대한 전산모사 연구이다. FePt 자성박막의 미세조직 연구를 위해 Monte-Carlo 전산모사법을 사용하였다. 결정립성장과 상변화를 동시에 다룰 수 있도록 수정된 model을 사용하였으며 이 때, 사용된 기본가정은 carbon의 결정립계 편석에 의한 상계면의 이동도가 제한된다는 것이다. 실험적으로 관찰된 300oC에서 증착된 FePt(20nm)/C(4nm)n(n=0,1,4) 자성박막의 열처리에 따른 결정립크기, 결정립크기분포, 결정립성장거동과 일치하였다. n이 증가할수록, 최종결정립크기는 감소하고 결정립크기분포가 좁아질 수 있으며 결정립성장이 크게 억제되어 최종적으로 안정한 2상 구조를 형성하는 것이다. 이로부터 FePt 자성박막에 carbon이 첨가되는 경우, 안정한 2상구조의 형성이 가능하다는 것을 규명하였으며 이러한 영향은 carbon의 상계면으로의 편석현상으로 설명될 수 있음을 보였다. FePt 자성박막의 자화조직을 전산모사하기 위해 micromagnetics 결과를 이용하여 Fresnel contrast를 계산하는 방식을 사용하였다. 이 방식을 사용하는 경우, 결정립에 의한 contrast가 없는 ideal한 domain wall을 가시화할 수 있다. 계산결과, 자화상태에 따라 극명하게 다른 자화조직을 나타내었으며 ordering 정도에 따라 자화조직은 미세화됨과 동시에 천이되었다. 특히, dc-demag. state에서 다른 자화상태에 비해 가장 조대화된 자화조직을 나타내었으며 Keff값에 따라 vortex-antivortex network 타입의 자화조직에서 elongated reversed domain 구조를 거쳐 ring-type dot 구조로 천이된다. vortex-antivortex network 타입의 자구조직은 자화반전거동시 ‘S``-shape의 ripple로부터 형성된 vortex와 antivortex의 이동에 의해 나타났으며 elongated reversed domain구조는 국부적으로 반전된 자화벡터에 의한 일방향으로의 계속되는 국부적인 vortex의 생성과 소멸과정으로 나타나는 것이었음을 규명하였다. 40vol.% 첨가된 FePt:C박막의 증착온도에 따른 자화조직과 대부분 일치하는 모습을 보였으며 이는 2가지를 의미한다. 첫째 FePt:C 박막의 자화조직은 interacting Stoner-Wohlfarth model로서 이해될 수 있다는 점. 둘째 FePt:C 박막에서 실제로 존재하게 될 2상구조의 자화조직은 effective Ku값을 갖는 단상구조의 자화조직으로 표현될 수 있다는 점이다. FePt 박막의 자화조직과 media noise관점에서 magnetic cluster size는 그것의 기본을 이루는 단위이다. 따라서 이것의 변화를 감지하는 것은 자화조직과 media noise를 이해하는 데에 큰 도움을 준다. 본 연구에서는 cross-track correlation coefficient값을 이용하여 실제적으로 관찰되는 magnetic cluster size를 측정할 수 있는 방법을 개발하였다. magentic cluster size는 Keff값이 증가할수록, A값이 감소할수록, 특정 범위의 결정립크기 (const. A > 0.5x10-6erg/cm)에서 최소화됨을 보였다. 한편, 10 vol.% 이하의 최소화된 fcc particle이 존재하는 경우, 보자력이방성의 큰 감소없이 magnetic cluster size는 급격히 미세화됨을 알 수 있었다.
Advisors
박중근researcherPark, Joong-Keunresearcher
Description
한국과학기술원 : 신소재공학과,
Publisher
한국과학기술원
Issue Date
2008
Identifier
295372/325007  / 020035030
Language
kor
Description

학위논문(박사) - 한국과학기술원 : 신소재공학과, 2008.2, [ ix, 136 p. ]

Keywords

FePt; Magnetic Structure; Magnetic Domain; Magnetic Cluster; Simulation; 자기기록매체; 자화조직; 자구조직; 자기클러스터; 전산모사

URI
http://hdl.handle.net/10203/49701
Link
http://library.kaist.ac.kr/search/detail/view.do?bibCtrlNo=295372&flag=dissertation
Appears in Collection
MS-Theses_Ph.D.(박사논문)
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