Abstract
Single crystalline $CoFe_2O_4$ thin films on (100) MgO substrates were fabricated using a rf magnetron sputtering method. The deposited films were investigated for their crystallization by X-ray diffraction, Rutherford back-scattering spectroscopy and field emission scanning electron microscopy. When a cobalt ferrite film was deposited at the substrate temperature of $600^{\circ}C$, squared grains of about 200 nm were uniformly distributed in the film. However, the grains became irregular and their sizes also varied from 30 to 150 nm when the substrate temperature was $700^{\circ}C$. Hysteresis loops of a film deposited at $600^{\circ}C$ showed that the magnetically easy axis of the film was perpendicular to the substrate surface. Except for the squareness ratio, magnetic properties of the cobalt ferrite films grown by the present rf sputtering method were as good as those of the films prepared by a laser ablation method: The in-plane and perpendicular coercivities were 283 and 6800 Oe, respectively. As the thickness of the deposited film increased twice, the saturation magnetization became double but the coercivity remained unchanged. However, deposition of the Co ferrite films with a higher rf powder decreased the squareness ratio and the perpendicular coercivity of the films.
단결정 상태의 $CoFe_2O_4$ 박막을 rf magnetron sputtering 증착법을 이용하여 (100) MgO 기판 위에 성장시켰다. X선 회절기, Rutherford back-scattering 분석기와 고감도 주사전자현미경을 이용하여 측정한 결과 증착된 박막이 기판과 잘 정렬되어 성장한 것을 확인할 수 있었다. $600^{\circ}C$의 기판 온도에서 성장한 페라이트 박막은 약 200nm크기의 사각형 형태로 규칙적으로 분포되어 있음이 관찰되었다. 그러나 $700^{\circ}C$의 기판 온도에서 성장한 박막은 불규칙한 모양으로 이루어져 있었으며 30nm에서 150nm에 이르는 다양한 입자 크기를 보이고 있었다. 섭동자화기를 이용한 자기이력곡선 측정 결과 성장한 박막의 자화용이축이 기판과 수직하게 배열하는 것을 알 수 있었다. 또한 MgO 기판과 성장 박막과의 격자상수 차이로 인하여 기판과 수직한 방향의 보자력은 매우 큰 값을 나타내었다. 즉 평행한 방향의 보자력은 283 Oe이고 수직한 방향의 보자력은 6800 Oe였다. $700^{\circ}C$의 기판 온도에 서 성장한 페라이트 박막은 $600^{\circ}C$의 기판 온도에서 성장한 박막의 보자력 및 포화자화 값과 유사한 값을 보였으나 각형비는 급격하게 감소하였다.
