무전해 도금 방법을 이용한 FeCo 필름 자성특성 향상에 관한 연구

Abstract

본 연구에서는 무전해 도금방법을 이용하여 연자성체 FeCo필름의 특성에 관한 연구를 진행하였다. 먼저 Fe와 Co의 비율에 따른 자성특성변화를 확인 하였고, 이에 용액온도를 조절하여 입자 사이즈 및 결정성정도, 모폴로지에 따른 자성특성 변화를 관측하였다. FeCo은 Fe65Co35 합금일때 가장 높은 포화 자화 값을 가지는 이론치를 가지므로, 몰농도를 조절하여 타겟 조성을 맞추었고, 이후 입자 사이즈와 결정성 정도에 변화를 주었다. 자화값 (Ms)는 입자 사이즈가 커지고 결정성이 증가 시킬수록, 같은 자성특성을 갖는 영역이 커지고, Fe와 Co의 스핀모멘트의 상호작용이 더 급격화 되어 증가하는 경향을 보였다. 반면, 보자력 (Hc)은 입자가 증가할수록 입자의 경계면이 줄어 들어 피닝현상이 감소에 의한, 보자력 감소하였다. 또한, 자성체의 밀도 및 기공이 많이 존재 할수록 자성특성의 결함으로 작용하는 것을 확인하였다. 이에 본 연구에서는 새로운 2-step 무전해도금을 이용하여 입자가 크고 결정성이 높으며 밀도가 높은 Fe65Co35 필름을 제작하였고, 포화 자화값 (Ms) 237 emu/g, 보자력 (Hc) 31 Oe의 자성특성을 얻었다. 또한, nano fiber형태의 경자성체SmCo에 연자성체인 FeCo를 무전해 도금을 실시하여, 자기교환결합 효과를 관측하였다.

In this study, FeCo films were synthesized in an electroless plating method by controlling bath temperature, pH of electrolyte, Fe mole concentration and so on. Magnetic properties of FeCo films influenced ratio of alloy due to change amount of spin magnetic moment [1]. And high crystallinity of FeCo films were enhanced saturation magnetization (Ms) because of the crystal lattice interaction that it occurs to electrons orbital overlap (spin orbit coupling)[2, 3]. Also larger grain size of electroless plated-FeCo films were lower coercivity (Hc) with the decrease of pinning effect at grain boundaries[1, 3]. Therefore, we developed novel 2-step electroless plating method for excellent magnetic properties by controlling ratio of FeCo, high crystallinity, larger grain size at the high bath temperature (90-80 oC) and then filling up void between grains at the low bath temperature (50 oC). Finally, Electroless plated Fe65Co35 films have high quality of performance about high Ms (237 emu/g) and low Hc (31 Oe). Also, we raised the exchange coupling effect with hard-soft magnet by electroless deposited FeCo on Sm2Co17 nano fiber.