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재료의 전기전도도 실험

- 실험 방법 및 절차◎ 실험 장치LCR meter, Hot plate, Thermometer, Unknown specimens (A, B)◎ 실험 방법1) 미지의 시편 2개를 준비한다. (Metal, Semiconductor)2) LCR meter를 set-up 하고 Hot plate 위에 각각의 시편을 올려놓아 가열시킨다.3) 가열된 시편의 온도를 측정하고 그 온도에 따른 저항을 측정한다.4) 각 시편이 온도에 따라 측정된 저항 값의 관계를 정리한다.※ 실험 tip : 가열된 시편이 Hot plate에서 떨어지면 온도가 급격하게 떨어지므로,그에 따라 신속성과 유동성을 겸비하여 저항 값을 읽어내는 것이 중요하다.- 실험 결과◎ 시편 A, 온도에 따른 저항값 변화온도 (℃)저항 (Ω)300.15600.15900.1091200.111500.1131800.1082100.1052400.12700.09위의 표와 그래프에서 알 수 있듯이 온도의 증가에 따라, 저항의 값이 감소하는 것을 보아, 온도에 따른 저항이 반비례 관계임을 알 수 있고, 반도체의 전형적인 특성을 갖는 물질이라고 추측할 수 있다.◎ 시편 B, 온도에 따른 저항값 변화온도 (℃)저항 (kΩ)30*************030*************80240100270110위의 표와 그래프에서 알 수 있듯이 온도의 증가에 따라, 저항의 값이 전반적으로 증가하는 것(첫번째 값을 제외한)을 보아, 온도에 따른 저항이 비례 관계임을 알 수 있고, 금속의 전형적인 특성을 갖는 물질이라고 추측할 수 있다.- 결과에 대한 결론먼저, 시편 A와 B를 각각 반도체와 금속의 시편이라고 추측할 수 있다. 반도체는 예비 레포트에 조사하였던 바와 같이 Band Gap이 존재하는데, 이 밴드 갭의 에너지를 넘을 수 있는 전자들만이 전기 전도에 기여할 수 있다. 따라서 시편을 가열하기 전에 밴드 갭 에너지를 뛰어넘는 전자들이 거의 없어 부도체적인 거동을 보이지만, 시편을 가열하기 시작하면 Thermal Energy에 의해 밴드갭 에너지를 뛰어넘을 수 있는 전자들이 많아지게 되며, 따라서 Electrical conductivity에 기여하는 전자들의 수가 많아지게 되어, 전류가 잘 흐르게 되고, 따라서 저항 값은 감소하게 된다.시편 B는 측정 저항 값부터 kΩ으로 매우 작으며, 이는 전형적인 도체, 즉 금속의 특징이라 볼 수 있다. 금속에는 상당히 많은 자유전자가 존재하여 상온에서도 전류가 잘 흐른다. 그런데 반도체와는 다르게 온도가 높아짐에 따라 저항 값이 상승하게 되는데, 이는 온도 증가에 따라 열 진동 (Thermal vibration) 과 격자 구조 내에서의 불규칙성 (vacancy에 의한 diffusion) 이 증가하며, 따라서 이 같은 요인들이 전자의 흐름을 제한하기 되기 때문에, 결과적으로 저항 값이 상승하게 되어 흐르는 전류가 감소하게 된다.

공학/기술| 2011.04.25| 3페이지| 1,000원| 조회(195)

재료, 전기전도도

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재료와 전기전도도

- 요 약 -전기전도도는 전류를 운반할 수 있는 정도를 말한다. 이 특성은 전도 과정에 직접 참여하는 전자 수에 따라 달라지는데, 이 수는 에너지 대역에 대한 전자 준위들의 배열과, 이 전자 준위들이 전자에 의하여 채워지는 방법에 따라 크게 달라지기 때문에 재료에 따라 다르다.재료의 종류에 따라 전기전도도가 다른이유는 재료에 종류에 따라서 에너지 밴드 갭과 페르미 에너지의 차이가 발생하기 때문이다. 금속의 경우에는 에너지 밴드 갭이 거의 없고, 페르미 에너지 근처에 비어 있는 에너지 준위들이 있기 때문에, 약간의 여기만 발생하면 전자가 충분히 발생해 전기전도도가 크고, 반도체의 경우 금속보다 밴드 갭이 상대적으로 크기 때문에 여기(excitation) 되어야 하는 정도가 커서 전기전도도가 금속보다 낮다.온도에 따른 재료의 전기전도도는 금속의 경우엔 온도의 증가에 따라 전기전도도가 줄어들지만, 반도체는 이와 반대이다.- 재료의 관점에서 본 전기전도도의 의미전기전도도(Electrical Conductivity)는 물질이나 용액이 전류를 운반할 수 있는 정도를 말하며, 재료의 전기적 특성을 명시하기 위하여 자주 사용된다. 전기전도도는 우리가 잘 알고 있는 옴의 법칙에서부터 시작된다.I는 단위시간당 이동하는 전하의 양 즉 전류를 나타내며, V는 전압(혹은 전기적 퍼텐셜 차이)이고 R은 저항을 나타낸다. 이 식에 전류밀도, 전기장의 세기, 그리고 비저항을 대입하여 정리하면,가 된다. 여기서 전기 전도도(electrical conductivity) 'σ'를 다음과 같이 비저항의 역수로서 표현하면,로 정리된다. 따라서 우리는 재료의 전기적 특성을 비저항과 전기전도도로 결정지을 수 있게 된다. 재료의 종류에 따라 비저항 또는 전기전도도가 다른 이유는 바로 전기 전도가 전도 과정에 직접 참여하는 전자수에 영향을 받기 때문이다. 재료에서 전기 전도에 직접 참여하는 전자수는 에너지 대역에 대한 전자 준위들의 배열과, 이 전자 준위들이 전자에 의하여 채워지는 방법에 따라 크게 달라진다.또한 같은 재료라 하더라도 비저항(혹은 전기전도도)이 변화하는 경우가 있는데 대표적으로 온도에 따른 변화, 불순물의 성분(농도), 마지막으로 재료의 결함으로 나눌 수 있다.- 재료의 종류에 따라 전기전도도에 차이가 있는 이유◎ 에너지 밴드 갭(Energy Band Gap)Figure 1.전도체, 반도체 그리고 많은 절연체에서 오직 전자 전도에 의해서 전류가 흐르며, 전기 전도율의 값은 전도 과정에 직접 참여하는 전자 수에 밀접한 영향을 받고 있다. 그러나 전기장이 가해졌을 경우에 원자 안에 있는 모든 전자가 가속되는 것은 아니다. 전기 전도에 직접 참여하는 전자 수는 에너지에 대한 전자 준위들의 배열과 이 전자 준위들이 전자에 의하여 채워지는 방법에 따라 크게 달라진다. 대부분의 원자에 있어 전자들은 가장 낮은 에너지를 가진 준위부터 채우며, 파울리의 배타원리에 따라 하나의 에너지 준위에는 서로 방향이 반대인 스핀을 가진 두 개의 전자까지 들어갈 수 있다. 이 개념을 고체재료에 확장해서 생각하면, 고체는 초기에 서로 멀리 떨어져 분리되어 존재했던 N개의 원자들을 서로 접근시켜 결정질 재료에서 볼 수 있듯이 규칙적인 원자배열 상태로 결합시킨 것으로 생각할 수 있다. 원자가 서로 멀리 떨어져 있을 때는 서로 영향을 주지 않다가 원자들이 서로 근접해 옴에 따라, 전자들은 주변 원자들의 핵 또는 전자에 의하여 영향을 받아 동요되는 현상이 발견된다. 결과적으로 각 원자에 명확하게 구분되었던 전자 에너지 상태는 고체에서는 미세한 간격을 갖는 전제 에너지 준위들로 갈라지게 되어 전자 에너지 밴드(Electron energy band)라는 것을 형성하게 된다. 갈라지는 정도는 원자 간의 거리에 따라 달라지면 원자들이 서로 접근하여 합쳐질 때 최외각의 전자각이 먼저 간섭을 받기 때문에 분리는 최외각 전자각으로부터 시작된다. 각 밴드 내에서 에너지 준위들은 분리되어 있으나 근접한 준위 사이의 차이는 매우 미세하다. 원자 간의 평형거리에서는 핵에 가까운 전자각에 대하여 에너지 밴드가 형성되지 않을 수 있다. 이웃한 에너지 밴드 사이에는 갭(gap)이 존재할 수 있는데, 보통 이 에너지 밴드 갭(energy band gap)에는 전자가 들어갈 수 있는 자리가 없다. 고체재료의 전기적 특성은 이러한 전자 밴드 구조에 의하여 달라진다. 즉 최외각 전자 밴드의 배열과 그 밴드들이 전자로 완전히 채워져 있는가에 의하여 전기적 특성은 크게 변한다.◎ 페르미 에너지(Fermi Energy)Figure 2.0K에서 전자가 채워지는 가장 높은 에너지 준위에 해당하는 에너지를 페르미 에너지(Fermi energy)라고 한다. Figure 1.의 Semiconductor 밴드와 Insulator 밴드구조는 서로 유사하다. 즉 전자에 의하여 모든 에너지 준위가 완전히 채워진 가전자대(Valence band)와 비어있는 전도대(Conduction band) 사이에 에너지 밴드 갭(energy band gap)이 형성되어 있다. 순수한 재료인 경우에, 전자들은 이 에너지 밴드 갭 내에 있는 에너지를 가질 수 없다. 두 가지 밴드 구조는 에너지 갭 차이에 의하여 구분되는데 밴드 갭이 비교적 넓은 경우는 부도체에 해당하며, 밴드 갭이 좁은 경우는 반도체에 해당한다. 이 두 밴드구조에서 페르미 에너지는 밴드 갭의 중앙 가까이에 위치한다. Figure 1. 의 처음 밴드구조는 금속에서 발견되는 구조로서, 위쪽의 가전자대와 아래쪽의 전도대가 겹쳐있는 경우이다. 이와 같은 경우에 0K에서 페르미 에너지는 N개의 원자로부터 형성된 N개의 에너지 준위를 하나의 준위에 2개의 전자를 채워서 이루어지는 가장 높은 에너지로 결정된다. Figure 2. 아래쪽에 있는 구조는 주로 s가전자대가 하나의 전자로 채워진 금속(전이금속)에서 전형적으로 나타난다.1) 금속의 경우전자가 자유롭게 움직이기 위해서는 페르미 에너지보다 높은 준위 중 비어있는 준위로 여기 되어야 한다. Figure 1.에서 보여주는 밴드구조를 가지는 금속들은 페르미 에너지 근처에 비어 있는 에너지 준위들이 있다. 그러므로 빈 에너지 준위로 전자가 여기 되는데는 아주 적은 에너지가 필요하다. 일반적으로 외부 전기장에 의한 에너지는 많은 수의 전자를 전도 상태의 준위로 들뜨게 하는 데 충분하다. 금속 모델에서 모든 가전자는 자유롭게 움직일 수 있으며, ‘전자 가스’를 형성하면서 이온으로 구성된 격자 전반에 걸쳐 고르게 분포된다고 가정하였다. 이와 같이 전자가 어느 한 원자에 지역적으로 결합되어 있지는 않지만, 이 전자들이 전도성 전자로 바뀌기 위해서는 약간의 여기(excitation)가 일어나야 한다. 그러므로 금속에서는 비록 일부의 전자가 들뜨게 되지만, 다른 재료에 비하여 상당히 많은 자유 전자가 생성되어 높은 전도율을 나타낸다. 즉, 금속이 이와 같이 높은 전도율을 가지고 있는 것은 페르미 에너지 보다 높은 빈 에너지 준위로 많은 자유 전자가 여기 되기 때문이다.2) 반도체의 경우Figure 3.반도체에서는 전자로 꽉 채워진 가전자대의 맨 위쪽에 근접해 있는 빈 준위들이 없다.그러므로 가전자대에 있는 전자가 자유 전자가 되기 위해서는 전자가 에너지 밴드 갭을 뛰어 넘어 전도대의 바닥에 있는 빈 에너지 준위로 뛰어 올라가야 한다. 이와 같은 전자의 천이는 두 에너지 준위의 차만큼의 에너지가 전자에 공급될 때 가능하며, 두 에너지 준위 차는 대략의 에너지 밴드 갭의 에너지와 같다. 반도체의 경우 이 밴드 갭 에너지는 2~3eV로 그렇게 크지 않다. 하지만 금속에 비해서는 이 밴드 갭 에너지를 뛰어넘어야 하는 에너지가 있기 때문에 전기 전도도가 높지 않다. 반도체의 전도도는 원자 결합 모델의 관점에서 이해할 수도 있다. 전기적으로 절연성을 띠는 재료의 원자간 결합은 이온결합 또는 강한 공유결합으로 되어있다. 그러므로 가전자들은 개개 원자에 강력하게 결합되어 있거나 공유되어 있다. 즉 이 전자들은 국부적으로 아주 제한되어 있어 결정 내를 자유롭게 돌아다닐 수가 없다. 반도체는 일반적으로 공유 결합으로 되어 있고 이온결합에 비하여 비교적 결합이 약하기 때문에 반도체의 가전자들은 이온 결합만큼 원자에 강하게 결합되어 있지 않다. 따라서 이 전자들은 절연체의 경우보다는 열적 여기에 의해 쉽게 유리되어 자유롭게 움직일 수 있다.

공학/기술| 2011.04.25| 5페이지| 1,000원| 조회(757)

재료, 전기전도도, 전류

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스퍼터링 프로세스 & 스퍼터링의 응용분야

◎ 스퍼터링의 Process (in-line)◎ 스퍼터링의 특성에 대한 비교◎ 스퍼터링의 응용분야스퍼터링은 기판온도가 낮아도 치밀하고 밀착성이 좋은 박막을 얻을 수 있고, 고융점 합금이나 절연재료에도 적용할 수 있다. 또한 증발속도가 서로 다른 원소로 구성된 합금 타깃도 거의 그 조성대로 기판에 코팅할 수 있는 이점이 있지만, 종래 직류 및 고주파 스퍼터링의 경우는 막 형성속도가 진공증착에 비해 매우 느려 제한된 용도에만 이용되어 왔다. 그러나 1974년 경 타깃에 자석을 내장한 마그네트론 스퍼터링이 개발되어 고속막 형성이 가능하게 되고, 또한 아르곤 등의 반응성 가스(산소, 질소 등)를 적당히 혼합하여 종래 Ti, Zn, Mo, Ta 등 순금속 박막 외에 산화물, 질화물 등 화합물 박막도 형성할 수 있는 반응성 스퍼터링이 개발됨에 따라 용도가 더욱 확대 되었다.스퍼터링은 현재 진공증착을 대체하여 집적회로(IC)상에 금속막(알루미늄막)을 형성하는 코팅법으로 실용화된 것이지만, 최근에는 렌즈의 반사방지막, 광자기디스크 등의 광학박막형성, 공구강의 TiN 코팅, 플라스틱 기판의 금속코팅 등 여러분야에 응용도고 있다. 향후 스퍼터링은 코팅면적 확대, 막형성속도 향상 등 프로세스의 개량과 함께 센서막, 윤활막, 초전도막 등 새로운 용도에도 응용이 기대되고 있다.◎ Referencehttp://blog.naver.com/blacklaser?Redirect=Log&logNo=20116498699

공학/기술| 2011.04.25| 2페이지| 1,500원| 조회(424)

스퍼터링, process, 스퍼터링 프로세스

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성공방정식

1. 무한급수와 단리 이자계산식에 기본을 두고 생각해본 성공방정식이 공식은 성공이라는 단어가 사용될 수 있는 모든 영역에 적용이 가능하도록 고안되었으며, 모든 성공의 기초는 실천자의 '성공의지'에서 시작된다는 전제로 부터 출발한 것입니다.성공하고자 하는 의지가 있는 사람은 그 의지의 크기에 따라 성공의 결과도 차이가 날 것이며, 따라서 상기 공식에 포함된 '성공의지'의 크기와 '최종달성량'의 크기는 상호 비례관계의 값입니다.이 공식이 표현하고 있는 성공의 비결은, 자신의 성공의지로 부터 생성가능한 꿈을 위해 매일 계획성있는 삶을 살아가야 하고, 매일의 계획이 실천되는 정도가 목표한 최종 달성량의 상대적 비율에 따른 노력으로 작용하여, 이 노력들이 적립될 경우 성공의 결과를 얻을 수 있게 된다는 것입니다.여기서 '실천일 수'가 무한대로 가는 까닭은 개인마다 생각하는 성공의 크기와 범위가 동일하지 않기 때문에, 결국은 이상적으로 어느 하나의 성공의 결과값이 도출될 수는 있으나, 실제로 이루어진 결과의 양에 만족하지 않고 꾸준히 끝없는 노력을 유지해야만진정한 이상적 성공에 더욱 가까워 질 수 있다는 의미를 내포하고 있습니다.이 말의 의미를 수학적으로 해석하자면, 위 방정식을 그래프로 옮겼을때, 이상적 성공이라는 '점근선'에 한없이 가까워지기 위해 필요한 변수가 '노력'이라는 것입니다.그리고 이러한 노력은 '1일실천분량/1일계획분량'의 값으로 표현되어 있습니다.요컨대, 위 성공방정식의 중요한 요지는 다음과 같습니다.성공을 위해서는 큰 성공의지가 있어야 하며, 그 성공의지에 따라 매일을 계획적으로 살아야 합니다.또한 계획은 반드시 실천의 노력이 따라주어야만 성공의 결과에 한층 가까워 질 수 있는 것입니다.2.우선 기본 형식은 볼츠만 분포형식을 따랐습니다. 성공이라는 것이 볼츠만 분포형식(평균값에 많은 값이 몰리는) 형식과 비슷하다고 생각되었기 때문입니다.우선 성공의 여부는 꿈에 비례한다고 하여 D를 가장 앞에 넣었고, exp 항목에는-C/ET 즉 경쟁이 클수록 낮아지고, 노력과 재능에 exponential 하게 증가한다는 뜻입니다.3.Success=∫{(3*재능+3*인간관계+2*노력+2*실천)*시간}dt/나태함저는 성공에 필요한 요소는 기본적으로 재능, 인간관계, 노력, 그리고 생각한 바를 실천하는 것이라 생각합니다.사람은 누구나 선천적으로 가지고 있는 재능이 있을 것이고 그 재능을 살리는 것은 성공에 근접할 수 있는 기회가 될 것입니다.또한 사람은 누구나 사회생활을 하기 때문에 우리나라와 같이 인맥이 중요한 곳에서는 인간관계가 미치는 영향 또한 중요하다고 생각합니다. 그리고 재능이 있다고 해서 노력을 하지 않는다면 일정수준 이상을 넘어설 수는 없을 것이라고 생각합니다.마음속에 품고 있는 생각을 실천하지 않고 생각으로만 가지고 있는다면 아무런 의미를 가질 수 없을 것이라 생각합니다.이러한 모든 요소들에 시간을 곱하고 그것이 쌓인 만큼 성공에 가까워질 것입니다.마지막으로 나태함이 커질수록 성공과는 반비례해서 나누어줬습니다.4.step 1. 성공방정식을 세우기 위해서 성공이 무엇인가 정확히 안다-성공 : a. 내가 원하는 것을 얻기 위해 노력하여 궁극적으로 그것을 얻는 것b. 부자가 되고, 유명해 지고, 높은 지위에 오르는 것-Oxford english dictionary 中-전자에 나온 원하는 것들의 대부분이 후자에 나온 것들일 것이기에 전자의 정의를더 광범위한 정의로 보고 이것을 기준으로 성공 방정식을 세우도록 하겠다.step 2. 성공에 필요한 major factors 추출- 사람마다 다르겠지만 본인은 운, 노력, 재능, 마음가짐 의 네 가지 요소를 선정하였다.앞의 세가지는 고전적으로 자주 언급되어 온 것들이고 마음가짐의 경우는 요즘에들어 많은 주목을 받고 있는 요소라 첨가 하였다. 피그말리온 효과, secret, 창의공학강의 내용 전부 말만 다를 뿐 이 내용을 언급하고 있다.step 3. 방정식 도출성공 = {3*(노력*재능)+7*운}(1+ln마음가짐)- 재능은 노력 없이는 효과가 나타나지 않는, 노력은 재능이 없다면 효과가 없는- 운(부모님의 사회적 지위, 재력, 타고난 외모, 신체적 능력, 천성 등)이 좋다면 원하는 것을 노력 없이도 가질 수 있는, 노력의 효과가 미치지 않는 부분- coefficients : 운칠기삼을 표현. 운이 노력에 비해 강한 영향력을 발휘함. 유전학에서는 유전자가 우리 능력 개발의 범위를 결정하고 노력이 그 범위 안에서 능력을 변화 시킨다 함. 중괄호 term을 성공능력으로 보았을 때 유전자에 해당하는 것이 운.(운도 능력)- 마음가짐 : 마음가짐 > 1 positive마음가짐 < 1 negativepositive일 성공능력에 배수의 효과를 나타냄. 약한 negative일 때는 성공능력 보다 못한 성공 결과를 가져옴. 강한 negative일 때는 '-'부호를 갖는 값을 도출하는, 비관적이며 무언가를 하고자 하는 의욕이 없어 지금보다 성공에서 멀어지게 된다.5.우선 성공에 있어서 가장 중요한 것은 노력과 재능이라고 생각한다. 반대로 나태함은 실패로 가는 길이라 생각을 했기 때문에 노력과 재능의 곱에 나태함을 나누어 주었다.

독후감/창작| 2011.04.25| 4페이지| 1,000원| 조회(157)

무한급수, 성공방정식, 이자계산식

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VSM원리와 자성재료

◎ VSM 의 원리Figure 1. VSM 전경VSM은 기본적인 패러데이 법칙에 의해서 시료의 자화값을 측정하는 기구인데, 여기서 응용되는 패러데이 법칙을 간략히 설명하면, 만약 막대자석의 N극을 코일쪽으로 향하게 하여 코일 쪽으로 밀면 검류계가 움직이며 코일에 전류가 흐름을 알 수 있다. 이렇게 발생한 유도전류는 유도 기전력에 의해 발생한 것이라 볼 수 있다. 이 법칙을 패러데이 법칙이라 한다.간략히 VSM의 원리를 설명하면, VSM의 Hall probe에 의해 가한 자기장을 기록하고, 시료에 진동을 가할 시 발생하는 유도 기전력을 seerch coil에서 검출하여 이 기전력에 의해 시료의 자화값을 측정한다.Figure 2. VSM 도식도자세히, 시표에 대해서부터 설명하면, 시표는 대개 구나 작은 원판형태로 사용하며 봉의 한 쪽 끝에 이 시료를 부착시키고 반대쪽은 원뿔모양의 loudspeaker나 다른 진동자에 고정시킨다. 이를 통해 흐르는 전류는 약 80cycles/sec의 주파수와 0.1mm의 진폭을 가지고 자기장에 수직한 방향으로 봉과 시료를 진동시킨다. 시료의 진동자기장은 검출코일 내에 교류기전력을 유도시킨다.또 진동봉의 상부 근처에는 작은 영구자석으로 된 참조시료(reference specimen)가 붙어있으며 이 참조시료의 진동자기장은 두 개의 참조코일(reference coil)내에 또 다른 기전력을 유도시킨다. 이 두 개의 코일에서부터 나온 전압을 비교하면 그 차이는 시료의 자기모멘트에 비례하게 된다. 진동의 진폭과 주파수의 변화에 관계없이 이러한 과정에 의해 측정이 가능하다.이 측정법은 약자성체와 강자성체에서 모두 사용될 수 있으며 5*10-5erg/Oe 의 자기모멘트 변화를 검출할 수 있는데 이는 10,000Oe의 자기장 안에서 1g의 시료에 대한 질량자화율의 변화가 5*10-9erg/g*O 이므로, 상당히 미세한 부분까지 측정할 수 있다.또한 VSM은 재료의 자기적 특성을 자기장, 온도, 시간의 함수로 간단히 측정할 수 있으며, 최대 2 tesla의 자력과 2 K to 1273K 온도범위의 빠른 측정이 가능하다. 또한 모든 형태의 시료(power, solid, thinfilms, single crystals, liquids, etc)를 측정할 수 있다.허나 복잡한 전자회로로 인하여 실험장비는 상당한 고가이며, 연자성재료의 자화곡선이나 자기이력곡선의 측정에는 적합하지 않다. 그 이유는 시료가 짧아야 하고 이 때 반자기장이 인접자기장의 큰 부분을 차지하여 자기장이 불확실해지기 때문이다.◎ 자성재료의 종류와 특성1) 자성체의 분류2) 물질내의 자기 다이폴 모멘트와 외부 자기장Figure 3. 다이폴 모멘트① 강자성적(ferromagnetic) : 물질 내부의 총 자기 다이폴 모멘트가 인가된 자기장 방향으로 정렬되어 물질 내부에서는 외부 자기장보다 훨씬 더 큰 자기장이 발생하는 경우② 상자성적(paramagnetic) : 물질 내부의 총 자기 다이폴 모멘트가 인가된 자기장 방향으로 미약하게 정렬되어 물질내부에서는 외부 자기장보다 미약하게 더 큰 자기장이 발생하는 경우 - 염화니켈 : B/Bㅇ=1.0004③ 반자성적(diamagnetic) : 물질 내부의 총 자기 다이폴 모멘트가 인가된 자기장의 반대 방향으로 미약하게 정렬되어 물질내부에서는 외부 자기장보다 미약하게 더 작은 자기장이 발생하는 경우 - 비스무스 : B/Bㅇ=0.99998333) 자성체의 종류스핀 자기 모멘트의 크기나 그 배열 방법에 따라 자화의 세기나 방향이 달라지기 때문에, 자성체는 강자성체, 반자성, 상자성, 반강자성, 페리자성으로 분류된다.① 강자성(Ferromagnetism) :Figure 4. 강자성? 외부 자기장이 가해지지 않았을 때에도 영구 자기 모멘트를 소유, 매우 큰 영구 자화를 띠고 있다.? H≪M의 관계가 유지되며, B?M.? 영구 자기 모멘트는 원자 자기 모멘트로부터 형성되며, 원자 자기 모멘트는 전자구조에서 상쇄되지 않은 전자 스핀들에 의하여 생성, 궤도 자기모멘트도 원자 자기 모멘트 형성에 기여.? 결합 상호 작용에 의해 외부 자기장이 가해지지 않은 경우조차 이웃한 원자들끼리 서로 정렬되어 순수한 스핀 자기 모멘트를 생성시킨다.? 철 , 코발트, 니켈, 일부 히토류 금속들이 해당. 이러한 상호 스핀 정렬은 domain 이라고 하는 결정의 비교적 큰 부피에 걸쳐 존재함.② 반자성? 외부 자기장을 걸어 주었을 때 그에 반대되는 방향으로 자화되는 물질의 특성을 뜻한다. 외부에서 가해주는 자기장에 의해 전자의 궤도 운동이 변함으로써 유도되 는 자성.? 비영구적이며 외부에서 자기장이 가해지는 동안에만 형성되는 매우 약한 형태의 자성.? 유도되는 자기 모멘트의 양은 매우 적으며, 외부 자기장의 방향에 반대 방향으로 형성. 상대 투자율r은 1보다 작고, 자화율(magnetic susteptibility)m 은 음의 값. 온도 의존성이 없다.Figure 5. (a) 반자성체 (b) 상자성체③ 상자성 (paramagnetism) :? 자계를 가하지 않은 상태에서 자기 쌍극자는 열에너지의 작용에 의해 멋대로 서로 다른 방향으로 향하고 있고, 전체로써 자기모멘트는 상쇄되어 Zero가 되므로. 외부 로 자성이 나타나지 않는다.그러나 외부에서 자계를 가하면 자기 쌍극자는 자계에 의하여 우력을 받고 열에너지의 방해를 이겨 자계의 방향으로 향하는 것이 많아져 전체로서 자성을 나타낸다.? 자화율은 낮아 일반적 자성활용에는 사용되지 않는다.④ 반강자성 (Antiferromagnetism):? 이웃한 원자들 사이 또는 이웃한 이온들 사이에 일어나는 자기모멘트 결합 현상이 반평행 정렬을 일으키며, 이 때 이웃한 원자 또는 이웃한 이온의 스핀모멘트들이 완전히 반대방향으로 정렬되는 것을 반강자성이라 한다.

공학/기술| 2011.04.25| 4페이지| 1,000원| 조회(485)

자성재료, VSM, 페러데이 법칙

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