[예비레포트] Landau-Lifshitz-Gilbert(LLG) 식을 이용한 자기거동분석 [신소재공학실험3]

소개글

신소재공학 실험3 예비레포트

목차

1. 자기저항(magnetoresistance, MR)

2. 스핀전달토크에 의한 자화반전(magnetization switching) 및 세차운동(precession motion)의 원리 및 소자 응용 가능성

3. Runge-Kutta 방식을 조사하고 이를 이용해 식 (1)(LLG 식)을 코드로 구현할 방법

본문내용

◆ 실험 목적
- 자성거동을 다룬 LLG 식과 같은 미분방정식 코딩을 이해한다.
- 스핀전달토크의 개념 및 원리를 이해하고 스핀전달토크에 의한 자성체 내의 자성변화를 예측 및 분석한다.


◆ 실험 예비 문제
1. 자기저항(magnetoresistance, MR)에 대해 조사하시오.

자기회로에서 자기력선속에 대하여 생기는 전기저항력으로, 자기회로에서 전기저항에 해당하는 양으로서, reluctance라고도 한다. 절대 온도의 단위로 쓰이는 Kelvin 경이 1856년 발견한 자기저항이란 자기장에 따라 전기저항이 바뀌는 현상을 말하는데, 이 때 발견된 것을 OMR(Ordinary Magnetoresistance)이라고 부르고, 그 뒤로 AMR(Anisotropic Magnetore
sistance), GMR(Giant magnetoresistance), CMR(Crossal magnetoresistance), TMR(Tun
neling magnetoresistance)까지 다양한 종류가 있고, 하드디스크 헤드, MRAM, 자기 센서 등에 응용될 수 있다.
자기저항은 자기회로의 길이에 비례하고, 그 단면적과 투자율에 반비례한다. 자기장이 서로 수직인 경우를 가로자기저항, 서로 평행인 경우를 세로자기저항이라고 한다. 후자는 전자에 비해 고차의 효과이고 일반적으로 저항이 작다. 전자 또는 양공 가운데 한쪽만이 전류를 운반하는 불순물반도체나 홀수원자가금속의 경우, 이 운반체가 나타내는 유동속도의 비균일성은 자기저항효과를 낳고 이동도의 제곱에 비례한다. 진성반도체, 반금속, 짝수원자가금속에서는 전자, 양공이 같은 밀도로 공존하고, 자기저항효과는 이 두 종류의 운반체 이동도의 곱에 비례한다. 또한 이 때의 변화는 자기장 세기의 제곱으로 계속 증대되어 매우 커진다. 자성체의 전자 이동도가 스핀산란으로 결정되는 경우, 자기장 내에서 스핀이 정렬하는 경향에 따라 이동도는 증가하고 자기저항효과는 음이 된다.

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참고 자료

없음