Earticle

EMI 스프레이 코팅막의 차폐효과(Shield Effectiveness, SE)를 측정하기 위한 정확한 방법을 제안하였다. 고주파 시뮬레이션을 한 후에 원형 동축 표준 측정기를 제작하였다. 원형 동축 표준 측정기에 삽입하기 위하여 EMI 스프레이 코팅막의 시료를 가공하였다. 차폐효과 측정을 위한 측정기는 에이질런트 8722ES 벡터 네트워크 분석기를 이용하였다. 이러한 측정기와 측정시료의 구성으로 구리와 은의 혼합 스프레이 코팅 시료의 정확한 차폐효과를 측정하였다. 동박 시료의 차폐효과는 70 dB로 측정되었고, 구리와 은의 혼합 스프레이 코팅 시료의 차폐효과는 60 dB로 측정되었다. 이와 같은 측정 결과로 원형 동축 표준 측정기의 신뢰성을 확인하였다.

An accurate method to measure shielding effectiveness(SE) of EMI spray coating film is presented. After high frequency simulating, Circular coaxial standard test fixture is fabricated. A sample of EMI spray coating film was fabricated for insertion into a circular coaxial standard test fixture. The measuring instrument used an Agilent 8722ES vector network analyzer for the SE measurement. The exact SE of copper and silver mixed spray coating sample was measured by the composition of the measuring instrument and the measuring sample. The SE of copper sample was measured at 70 dB and the SE of copper and silver mixed spray coating sample was measured at 60 dB. As a result of the measurement, the reliability of the circular coaxial standard test fixture was confirmed.

본 연구에서는 벡터 네트워크 분석기(vector network analyzer; VNA)와 코플라나 전송선(coplanar waveguide; CPW)을 이용한 강자성 공명 측정 방법을 개발하기 위해 두께가 각각 10, 20, 40 nm인 $Ni_{81}Fe_{19}$(Permalloy; Py) 합금 박막을 증착하여 측정하였다. 유리기판 위에 패터닝 작업을 거쳐 CPW를 형성하고 제작된 CPW 위에 Py 박막을 직접 올려놓아 시료의 반사/투과계수인 S-파라미터를 측정하였다. 외부자기장을 0 Oe에서 490 Oe까지 변화 시키며 측정해본 결과 Py 박막의 공명주파수는 2.5 GHz에서 7 GHz 범위 내에서 나타났으며 외부자기장의 세기가 커짐에 따라 공명주파수도 증가함을 확인하였다. S-파라미터를 분석하여 나온 공명주파수와 반치폭을 이용하여 포화자화량과 길버트 감쇠 상수를 구한 결과 Py 박막 40 nm에서 길버트 감쇠 상수 값 0.0124($\pm$0.0008)를 구했고 이는 선행 연구되었던 일반적인 강자성 공명 측정값과 일치함을 볼 수 있었다. 또한 두께별 의존도를 조사해본 결과 두께가 작아질수록 S-파라미터의 세기가 작아지는 것을 확인 할 수 있었으며, 강자성공명 분석 결과에서 Py 박막의 두께가 10 nm에서 40 nm까지 증가할 때 유효 포화 자화가 7.205($\pm$0.013) kOe에서 7.840($\pm$0.014) kOe로 증가하는 것을 확인 할 수 있었다.

Ferromagnetic resonance (FMR) measurement is an important experimental technique for the study of magnetic dynamics. We designed and set up the vector network analyzer ferromagnetic resonance (VNA-FMR) measurement system with home made coplanar waveguides (CPW). We examined 10-, 20-, 40-nm thick Py thin films to test the performance of the VNA-FMR measurement system. We measured S-parameter (transmission/reflection coefficient) of Py thin films on a CPW. Resonance frequency is investigated from 2.5 to 7 GHz for a field range from 0 to 490 Oe. The VNA-FMR data shows the resonance frequency increment when the external magnetic field increases. We also investigated Gilbert damping constant of Py thin film using resonance frequency (${\omega}_r$) and linewidth ($\Delta\omega$). After investigating dependence of thickness, we find that an decrease in S-parameter intensity as Py thin film thickness decreases. And the FMR results show that the effective saturation magnetization, $M_{eff}$, increase from 7.205($\pm$0.013) kOe to 7.840($\pm$0.014) kOe, while the film thickness varies from 10 to 40 nm.

복소유전율상수인 실수부(Real part)와 허수부(Imaginary part)를 측정하기 위하여 Frequency Domain Reflectometry with Vector Network Analyzer(FDR-V) 측정 장비로 $1{\sim}18GHz$ 범위 내에서 매질의 기본 구성단위인 공기, 물, 흙입자에 대한 기본적인 유전율 특성을 파악하고, 이들로부터 다공질 매질내 유류 오염물질의 함유 특성을 측정할 수 있다. 또한 제작된 시료에 대한 포화도와 1GHz 범위에 분포하는 실수부 유전율상수와의 관계로부터 매질의 공극내 함유된 물질의 유전율상수 특성에 매우 민감한 반응을 보이므로, 이들로부터 매질의 공극률 내지 유효공극률의 측정이 가능할 것으로 사료된다.

We optimize a vector network analyzer ferromagnetic resonance (VNA-FMR) measurement system to study spin dynamics and Gilbert damping parameters of thin ferromagnetic films. In order to obtain accurate damping parameters, careful determination of the susceptibility line-width is required. The measured S-parameters are converted into the corresponding susceptibility through a calibration processes. From the line-width measurements, we can successfully extract the saturation magnetizations and Gilbert damping parameters of 5-, 8-, and 10-nm thick $Ni_{81}Fe_{19}$ (Py) films.