Abstract
Ba-ferrite thin films were prepared on Si substrate with ${\alpha}$-Fe$_2$O$_3$ underlayer by a pulsed laser deposition system and characterized by X-ray, SEM, Mossbauer spectroscopy and VSM. The appropriate conditions of pulsation in ${\alpha}$-Fe$_2$O$_3$ and Ba-ferrite were the oxygen pressure of 0.1 Torr at a substrate temperature of 400$^{\circ}C$. Ba-ferrite crystals had the forms of ellipsoidal or needle and the grains shaped the more lumps with increasing the film thickness. Mossbauer spectroscopy assured that the direction of atomic spin in Fe ion was not random but had the tendency of arrangement normal to the substrate. The coercive force and squareness of hysteresis were larger in normal than in plane to the substrate but, the magnetic saturation moment was contrary to them. The spin arrangement was strongly affected by ${\alpha}$-Fe$_2$O$_3$ underlayer and the high coercive force and squareness were influenced by this. The crystal structure was conformed to be a Magntoplumbite symmetry with the hexagonal unit cell and the lattice constant of a increased with increasing film thickness, while c decreased
Si 기판 위에 $\alpha$-Fe$_2$O$_3$을 하지층으로 하는 Ba-ferrite 박막을 pulsed laser deposition system으로 제조하여 결정학적 및 자기적 성질을 X선 회절, SEM, Mossbauer 분광법 및 VSM을 사용하여 연구하였다. $\alpha$-Fe$_2$O$_3$박막은 Si 기판위에 PLD를 이용하여 기판온도 400 $^{\circ}C$, 산소압력 0.1 Torr로 5분간 증착 하였고 그 위에 두께를 달리하여 Ba-ferrite 박막을 제조하였다. Ba-ferrite 결정은 가늘고 긴 모양의 결정립들로 형성되었으며 두께에 따라 그 모양과 상태가 변화하였다. Mossbauer 분광법으로부터 Ba-ferrite 결정내의 Fe 원자의 스핀 방향은 두께가 얇을수록 하지층의 영향으로 기판에 수직으로 정렬하려는 경향을 보이고 있음을 확인하였다. 자기이력곡선의 각형비 역시 두께가 얇을수록 더 크며 이러한 특성은 수평에 비하여 수직의 경우가 더 강하게 나타났다. 보자력 역시 같은 경향을 보이나 포화자화의 값은 수평의 경우에 더 큰 값을 나타내었다. 결정구조는 Magnetoplumbite로서 두께가 작아질수록 결정상수 $\alpha$는 감소하고 c는 증가하는 경향을 보였다.
