자기저항 , 스핀전달토크에 의한 자화반전 및 세차운동의 원리 및 소자응용 가능성, Runge-Kutta 방식, LLG식.

소개글

재료공학실험3 예비보고서 입니다.

목차

1. 자기저항(magnetoresistance, MR)에 대해 조사하시오

2. 스핀전달토크에 의한 자화반전(magnetization switching) 및 세차운동(precession motion)의 원리 및 소자응용 가능성에 대해 조사하시오

3. Runge-Kutta 방식을 조사하고 이를 이용해 식 (1)(LLG식)을 코드로 구현할 방법에 대해 생각해 보시오.

본문내용

1. 자기저항(magnetoresistance, MR)에 대해 조사하시오
자기저항효과란 자장의 존재 유무에 따라 재료의 전기적 저항이 다르게 나타나는 현상을 말한다. 즉 어떤 물질이 자장이 미치는 영역에 놓여있을 때 자장의 변화에 따라 전기 저항의 값이 자장의 함수로 변하는 것을 이야기 한다. 예로서 Ni와 Feㅇ의 경우 높은 자장을 가하면 Ni는 전기저항 값이 1~2% 증가하며, Fe인 경우에는 전기 저항 값이 0.2~0.4% 증가한다. 또한 자기저항 (MR)은 아래와 같이 정의할 수 있다.
여기서 은 인가 자장이 없을 때 시편의 전기기 저항이고, 는 인가자장을 가했을 때시편의 전기 저항이며, MR의 특성은 비자성 박막층의 두께와 관련이 아주 크다.
자기저항은 절대 온도의 단위로 쓰이는 Kelvin 경(Baron Kelvin, 본명은 윌리엄 톰슨)1856년 발견하였으며, 이때 발견된 자기저항을 OMR(일반 자기저항 Ordinary Magnetoresistive effect) 이라고 부르고, 그 뒤로 AMR (anisotropic magnetoresistance), GMR (Giant magnetoresistance), CMR (Crossal magnetoresistance), TMR (Tunneling magnetoresistance) 까지 다양하게 발견되었으며, 하드디스크 헤드, MRAM, 자기 센서등에 응용될 수 있다.
ㄱ. 일반 자기저항
일반 자기 저항(OMR)은 그림과 같이, Lorentz force 에 의해 전류가 흐르는 방향이 달라져서 생기게 된다. 자기장을 걸어주면 전자의 흐름이 느려지고 이는 저항의 증가를 의미한다. 일반적으로 이 효과는 작은 변화만을 보인다.

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참고 자료

자성재료학, 고재귀 저
스핀전달토크의 응용, 이경진