KR102297540B1 - Self-hysteresis curve continuously measuring apparatus and measurement method for a composition gradient thin film using permanent magnet - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 영구자석을 이용한 조성경사형 박막의 자기이력곡선 연속 측정장치 및 측정방법에 있어서, 상이한 자성재료를 증발시키는 복수 개의 증발기를 내부에 포함하며, 테이프 형상의 기판이 장입되어 상기 기판에 자성재료를 증착시켜 조성경사형 박막이 형성되는 챔버와; 상기 조성경사형 박막이 연속이동 가능하도록 상기 조성경사형 박막을 공급 및 회수하는 공급부 및 회수부와; 상기 조성경사형 박막이 지나가는 영역에 상기 조성경사형 박막과 접촉되지 않도록 이격된 상태로 설치되며, 상기 조성경사형 박막에 자기장을 인가하는 N극 및 S극으로 이루어진 영구자석부재와; 상기 영구자석부재와 상기 조성경사형 박막 간의 거리를 조절하고, 상기 조성경사형 박막과 근접하는 상기 영구자석부재의 영역 중 N극 및 S극이 교대로 근접하도록 상기 영구자석부재를 상기 조성경사형 박막의 길이방향을 따라 수직으로 배치하고, 상기 조성경사형 박막의 표면에 수직 또는 수평으로 자기장을 가할 수 있도록 구동시키는 자석구동부와; 상기 조성경사형 박막이 지나가는 영역에 설치되어 상기 영구자석부재의 자기장에 의한 상기 조성경사형 박막의 자화도를 일정간격으로 스캔하는 홀프로브센서를 포함하는 것을 기술적 요지로 한다. 이에 의해 영역마다 서로 상이한 조성비가 연속적으로 분포된 조성경사형 박막을 비접촉 상태로 상이한 조성비의 자성재료를 연속적으로 자기 특성을 측정하여 최적의 자성재료 조성비를 선택할 수 있다.The present invention provides an apparatus and method for continuous measurement of a hysteresis curve of a compositionally inclined thin film using a permanent magnet, comprising a plurality of evaporators therein for evaporating different magnetic materials, and a tape-shaped substrate is loaded onto the substrate so that the substrate is magnetic. a chamber in which a composition gradient thin film is formed by depositing a material; a supply and recovery unit for supplying and recovering the compositionally inclined thin film so that the compositionally inclined thin film can be continuously moved; a permanent magnet member comprising an N pole and an S pole for applying a magnetic field to the compositionally inclined thin film and installed in a spaced state so as not to contact the compositionally inclined thin film in a region through which the compositionally inclined thin film passes; Adjust the distance between the permanent magnet member and the compositionally inclined thin film, and set the permanent magnet member such that the N pole and the S pole in the region of the permanent magnet member adjacent to the compositionally inclined thin film alternately approach the length of the compositionally inclined thin film. a magnet driving unit disposed vertically along the direction and driving to apply a magnetic field vertically or horizontally to the surface of the compositionally inclined thin film; A technical gist of the invention is to include a Hall probe sensor installed in a region through which the compositionally inclined thin film passes and scans the magnetization of the compositionally inclined thin film by the magnetic field of the permanent magnet member at regular intervals. Accordingly, it is possible to select an optimal composition ratio of a magnetic material by continuously measuring magnetic properties of magnetic materials having different composition ratios in a non-contact state on a compositionally inclined thin film in which composition ratios different from each other are continuously distributed in each region.

Description

영구자석을 이용한 조성경사형 박막의 자기이력곡선 연속 측정장치 및 측정방법 {Self-hysteresis curve continuously measuring apparatus and measurement method for a composition gradient thin film using permanent magnet}{Self-hysteresis curve continuously measuring apparatus and measurement method for a composition gradient thin film using permanent magnet}

본 발명은 영구자석을 이용한 조성경사형 박막의 자기이력곡선 연속 측정장치 및 측정방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 영역마다 서로 상이한 조성비가 연속적으로 분포된 조성경사형 박막을, 비접촉 상태에서 상이한 조성비를 가지는 자성재료의 자기특성을 연속적으로 측정하여 최적의 자성재료 조성비를 선택할 수 있는 영구자석을 이용한 조성경사형 박막의 자기이력곡선 연속 측정장치 및 측정방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for continuously measuring the hysteresis curve of a compositionally inclined thin film using a permanent magnet, and more particularly, to a compositionally inclined thin film in which composition ratios different from each other are continuously distributed in each region, in a non-contact state, having different composition ratios. The present invention relates to an apparatus and method for continuously measuring the hysteresis curve of a compositionally inclined thin film using a permanent magnet capable of continuously measuring the magnetic properties of a magnetic material to select an optimal composition ratio of the magnetic material.

자성재료를 기판에 증착하여 박막을 제조하는 방법에는 여러 가지 방법이 사용되고 있는데, 크게 물리적 방법(PVD, physical vapor deposition)과 화학적 방법(CVD, chemical vapor deposition)으로 나눌 수 있다. PVD의 대표적인 증착법으로는 PLD 증착법, 스퍼터링 증착법 및 증발 증착법이 존재한다.Various methods are used to manufacture a thin film by depositing a magnetic material on a substrate, and can be largely divided into a physical method (PVD) and a chemical method (CVD). Representative deposition methods of PVD include PLD deposition, sputtering deposition, and evaporation deposition.

PLD 증착법(pulsed laser deposition)은 자성재료 타겟에 고에너지 레이저를 입사시켜 순간적인 플라즈마를 형성하고 입자들이 방사되어 기판에 증착되는 방법이다. 이 방법의 장점은 조성비에 맞게 제조된 타겟을 사용하므로 증착시 조성비를 조절할 필요가 없으나, 증착면적이 작으므로 산업적으로 사용되기 힘들고 연구소 및 학교에서 실험용 위주로만 사용된다.PLD deposition (pulsed laser deposition) is a method in which a high-energy laser is incident on a magnetic material target to form an instantaneous plasma, and particles are emitted and deposited on a substrate. The advantage of this method is that it is not necessary to adjust the composition ratio during deposition because a target manufactured according to the composition ratio is used.

스퍼터링 증착법(sputtering deposition)인 경우 불활성 가스의 원자를 이온화시켜 전기장에 의해 가속시키고 타겟과 충돌시켜 운동량 교환에 의하여 타겟의 물질을 떼어낸 뒤 기판에 입사시키는 증착법이다. 스퍼터링 증착법의 경우 단위면적당 증착률은 작으나 대면적이 가능하므로 산업화하기에 유리하다. 그러나 후술하는 증발 증착법에 비해서는 10배 정도 생산력이 떨어진다. 조성비에 맞게 제조된 타겟을 사용하므로 증착시 조성비 조절을 할 필요가 없다.In the case of sputtering deposition, it is a deposition method in which atoms of an inert gas are ionized, accelerated by an electric field, collided with a target, and then the material of the target is removed by momentum exchange, and then is incident on the substrate. In the case of the sputtering deposition method, although the deposition rate per unit area is small, it is advantageous for industrialization because a large area is possible. However, the productivity is about 10 times lower than that of the evaporation deposition method, which will be described later. Since the target manufactured according to the composition ratio is used, there is no need to adjust the composition ratio during deposition.

증발 증착법(evaporation depostion)은 물질 간 서로 다른 온도에 따른 증기압을 이용한 것으로, 이러한 자연 현상을 이용하여 다원자 화합물을 제조할 때 조성비를 조절하기 위해 구성원자수에 해당하는 온도를 조절하여 증착을 이룬다.Evaporation deposition uses vapor pressure according to different temperatures between materials, and when a polyatomic compound is manufactured using this natural phenomenon, the temperature corresponding to the number of atoms is adjusted to adjust the composition ratio to achieve deposition.

이와 같은 종래의 증착법을 이용할 경우 기판에 증착되는 자성재료의 성분비를 별도로 조절하지 않고, 정해진 성분비를 지속적으로 증착하여 영역에 관계없이 균일한 조성비로 자성재료가 도포된다. 이렇게 기판에 자성재료가 도포되어 이루어진 박막의 자기적 성질을 측정하기 위하여 물성특성장치를 이용하였다. 종래의 자기적 특성을 측정하는 방법인 물성특성측정장치(PPMS, physical property measurement system)는 전자석 또는 초전도 자석을 구비하여 극저온 및 고자기장 환경에서 전기적 특성, 자기적 특성, 열 특성을 측정할 수 있는 장치를 말한다.In the case of using such a conventional deposition method, the magnetic material is applied in a uniform composition ratio regardless of the area by continuously depositing a predetermined composition ratio without separately controlling the composition ratio of the magnetic material deposited on the substrate. In order to measure the magnetic properties of the thin film formed by applying a magnetic material to the substrate in this way, a physical property device was used. A physical property measurement system (PPMS), a conventional method for measuring magnetic properties, is equipped with an electromagnet or a superconducting magnet to measure electrical properties, magnetic properties, and thermal properties in cryogenic and high magnetic field environments. say the device.

하지만 자성재료의 신물질을 개발하기 위해 종래에 사용되는 증착법 및 물성 특성장치를 이용할 경우 한 번의 증착 실험으로 단일 조성비로 이루어진 박막만 얻을 수밖에 없으며, 다양한 조성비에 대한 자기적 특성을 조사하기 위해서는 다양한 조성비의 박막 제조 및 기존에 사용되는 물성특성측정장치를 이용하여 상당량의 실험횟수와 측정이 필요하여 신물질을 개발하는 데 많은 시간과 비용이 든다는 문제점이 있다. 또한 전자석을 사용할 경우 전자석이 고가이기 때문제 물성특성장치를 구비하는 데 많은 비용이 소요된다는 단점이 있다.However, in the case of using the deposition method and the device for properties of properties conventionally used to develop new materials for magnetic materials, only a thin film with a single composition ratio can be obtained through a single deposition experiment. There is a problem in that it takes a lot of time and money to develop a new material because it requires a considerable number of experiments and measurements using the thin film production and the physical property measuring device used in the past. In addition, when an electromagnet is used, since the electromagnet is expensive, there is a disadvantage in that it takes a lot of cost to provide a device for properties of physical properties.

대한민국특허청 등록특허 제10-0908066호Korean Intellectual Property Office Registered Patent No. 10-0908066 대한민국특허청 등록특허 제10-1371681호Korean Intellectual Property Office Registered Patent No. 10-1371681 대한민국특허청 등록특허 제10-1323249호Korean Intellectual Property Office Registered Patent No. 10-1323249 대한민국특허청 등록특허 제10-1410831호Korean Intellectual Property Office Registered Patent No. 10-1410831

따라서 본 발명의 목적은, 영역마다 서로 상이한 조성비가 연속적으로 분포된 조성경사형 박막을, 비접촉 상태에서 상이한 조성비를 가지는 자성재료의 자기특성을 연속적으로 측정하여 최적의 자성재료 조성비를 선택할 수 있는 영구자석을 이용한 조성경사형 박막의 자기이력곡선 연속 측정장치 및 측정방법을 제공하는 것이다.Therefore, an object of the present invention is a permanent magnet capable of selecting an optimal composition ratio of a magnetic material by continuously measuring the magnetic properties of magnetic materials having different composition ratios in a non-contact state on a compositionally inclined thin film in which composition ratios different from each other are continuously distributed for each region. To provide an apparatus and method for continuously measuring the hysteresis curve of a compositionally inclined thin film using

따라서 본 발명의 목적은, 상이한 자성재료를 증발시키는 복수 개의 증발기를 내부에 포함하며, 테이프 형상의 기판이 장입되어 상기 기판에 자성재료를 증착시켜 조성경사형 박막이 형성되는 챔버와; 상기 조성경사형 박막이 연속이동 가능하도록 상기 조성경사형 박막을 공급 및 회수하는 공급부 및 회수부와; 상기 조성경사형 박막이 지나가는 영역에 상기 조성경사형 박막과 접촉되지 않도록 이격된 상태로 설치되며, 상기 조성경사형 박막에 자기장을 인가하는 N극 및 S극으로 이루어진 영구자석부재와; 상기 영구자석부재와 상기 조성경사형 박막 간의 거리를 조절하고, 상기 조성경사형 박막과 근접하는 상기 영구자석부재의 영역 중 N극 및 S극이 교대로 근접하도록 상기 영구자석부재를 상기 조성경사형 박막의 길이방향을 따라 수직으로 배치하고, 상기 조성경사형 박막의 표면에 수직 또는 수평으로 자기장을 가할 수 있도록 구동시키는 자석구동부와; 상기 조성경사형 박막이 지나가는 영역에 설치되어 상기 영구자석부재의 자기장에 의한 상기 조성경사형 박막의 자화도를 일정간격으로 스캔하는 홀프로브센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 영구자석을 이용한 조성경사형 박막의 자기이력곡선 연속 측정장치에 의해서 달성된다.Accordingly, an object of the present invention is to include a plurality of evaporators therein for evaporating different magnetic materials, and a chamber in which a tape-shaped substrate is loaded to deposit a magnetic material on the substrate to form a compositionally inclined thin film; a supply and recovery unit for supplying and recovering the compositionally inclined thin film so that the compositionally inclined thin film can be continuously moved; a permanent magnet member comprising an N pole and an S pole for applying a magnetic field to the compositionally inclined thin film and installed in a spaced state so as not to contact the compositionally inclined thin film in a region through which the compositionally inclined thin film passes; Adjust the distance between the permanent magnet member and the compositionally inclined thin film, and set the permanent magnet member such that the N pole and the S pole in the region of the permanent magnet member adjacent to the compositionally inclined thin film alternately approach the length of the compositionally inclined thin film. a magnet driving unit disposed vertically along the direction and driving to apply a magnetic field vertically or horizontally to the surface of the compositionally inclined thin film; Magnetism of the compositionally inclined thin film using a permanent magnet, characterized in that it includes a Hall probe sensor installed in a region through which the compositionally inclined thin film passes and scans the magnetization of the compositionally inclined thin film by the magnetic field of the permanent magnet member at regular intervals This is achieved by means of a hysteresis curve continuous measuring device.

여기서, 상기 영구자석부재는 길이방향을 따라 복수 개의 영구자석이 동일한 극끼리 서로 마주보도록 배치되며, 상기 영구자석 사이에는 금속심이 배치되어 서로 연결되는 것이 바람직하다.Here, the permanent magnet member is preferably arranged so that a plurality of permanent magnets with the same poles face each other along the longitudinal direction, and a metal core is disposed between the permanent magnets to be connected to each other.

또한, 상기 영구자석부재는 상기 조성경사형 박막의 폭방향에 해당하는 측면을 향해 자기장을 인가하도록 배치되며, 상기 조성경사형 박막의 측면과의 거리가 조절되도록 상기 자석구동부가 구동되거나 또는, 상기 영구자석부재는 상기 조성경사형 박막의 두께방향에 해당하는 상면을 향해 자기장을 인가하도록 배치되며, 상기 조성경사형 박막의 상면과의 거리가 조절되도록 상기 자석구동부가 구동되는 것이 바람직하다.In addition, the permanent magnet member is arranged to apply a magnetic field toward a side surface corresponding to the width direction of the composition gradient thin film, and the magnet driving unit is driven to adjust the distance from the side surface of the composition gradient thin film, or the permanent magnet The member is arranged to apply a magnetic field toward the upper surface corresponding to the thickness direction of the compositionally inclined thin film, and it is preferable that the magnet driving unit is driven to adjust the distance from the upper surface of the compositionally inclined thin film.

상기 공급부 및 상기 회수부는 각각 릴(reel)로 이루어지며, 상기 조성경사형 박막은 릴투릴(reel-to-reel) 방식으로 연속이동되고, 상기 영구자석부재는 자장이 1 내지 1.5T인 것이 바람직하다.It is preferable that the supply unit and the recovery unit each consist of a reel, the compositionally inclined thin film is continuously moved in a reel-to-reel manner, and the magnetic field of the permanent magnet member is 1 to 1.5T. .

상기 조성경사형 박막의 길이방향을 따라 1mm 내지 3cm의 간격으로 자기장을 측정하도록 상기 영구자석부재에 상기 조성경사형 박막이 공급되며, 상기 조성경사형 박막은 엔코더(encorder)에 의해 공급 길이를 자동으로 측정하여 단위 길이별로 정확하게 연속이동되는 것이 바람직하다.The composition gradient thin film is supplied to the permanent magnet member to measure a magnetic field at intervals of 1 mm to 3 cm along the longitudinal direction of the composition gradient thin film, and the composition gradient thin film is automatically measured by an encoder by measuring the supply length It is preferable to accurately and continuously move for each unit length.

상기한 목적은 또한, 기판에 복수의 자성재료를 증착하여 조성경사형 박막을 제조하는 단계와; 상기 조성경사형 박막을 이동시켜 영구자석부재 주위에 배치하는 단계와; 상기 조성경사형 박막의 자화도를 연속 측정하는 단계와; 상기 조성경사형 박막의 자화도를 기초하여 해당 영역의 잔류자화 및 보자력을 확인하고, 최적의 자성재료 조성비를 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영구자석을 이용한 조성경사형 박막의 자기이력곡선 연속 측정방법에 의해서 달성된다.The above object also includes the steps of manufacturing a composition gradient thin film by depositing a plurality of magnetic materials on a substrate; disposing the compositionally inclined thin film around a permanent magnet member; continuously measuring the magnetization of the compositionally inclined thin film; A method for continuously measuring a hysteresis curve of a compositionally inclined thin film using a permanent magnet, comprising the step of confirming the residual magnetization and coercive force of the corresponding region based on the magnetization of the compositionally inclined thin film, and obtaining an optimal magnetic material composition ratio is achieved by

여기서, 상기 조성경사형 박막을 제조하는 단계는, 서로 상이한 자성재료가 저장되는 복수 개의 증발기를 이용하여 상기 기판에 자성재료를 증착시키며, 각각의 상기 자성재료는 조성경사형 조성비로 배치되는 것이 바람직하다.Here, in the step of manufacturing the compositionally inclined thin film, a magnetic material is deposited on the substrate using a plurality of evaporators in which different magnetic materials are stored, and each of the magnetic materials is preferably arranged in a compositionally inclined composition ratio.

또한, 상기 자화도를 연속 측정하는 단계는, 상기 영구자석부재와 상기 조성경사형 박막 간의 간격을 조절하면서 측정하는데, 상기 조성경사형 박막과 상기 영구자석부재 중 N극이 서로 멀리 떨어진 상태에서부터 점점 가까워진 후 반대로 점점 멀어지도록 하며, 상기 조성경사형 박막과 상기 영구자석부재 중 S극이 서로 멀리 떨어진 상태에서부터 점점 가까워진 후 반대로 점점 멀어지도록 하여 상기 조성경사형 박막이 느끼는 자기장의 세기를 통해 자화도를 측정하는 것이 바람직하다.In addition, the step of continuously measuring the magnetization is measured while adjusting the distance between the permanent magnet member and the compositionally inclined thin film. Conversely, it is preferable to measure the magnetization through the strength of the magnetic field felt by the compositionally inclined thin film by gradually moving away from each other, and by moving the S pole of the compositionally inclined thin film and the permanent magnet member from a state farther away from each other and then gradually moving away from each other. do.

상기 최적의 자성재료 조성비를 얻는 단계에서, 상기 잔류자화 및 상기 보자력은 히스테리시스 곡선을 통해 확인되는 것이 바람직하다.In the step of obtaining the optimal composition ratio of the magnetic material, the residual magnetization and the coercive force are preferably confirmed through a hysteresis curve.

상술한 본 발명의 구성에 따르면, 영역마다 서로 상이한 조성비가 연속적으로 분포된 조성경사형 박막을, 비접촉 상태에서 상이한 조성비를 가지는 자성재료의 자기특성을 연속적으로 측정하여 최적의 자성재료 조성비를 선택할 수 있다.According to the above-described configuration of the present invention, the optimal composition ratio of the magnetic material can be selected by continuously measuring the magnetic properties of magnetic materials having different composition ratios in a non-contact state of a compositionally inclined thin film in which composition ratios different from each other are continuously distributed in each region. .

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자기이력곡선 연속 측정장치의 개략도이고,
도 2는 챔버 내부의 사시도이고,
도 3은 영구자석부재의 사시도이고,
도 4는 영구자석부재의 위치를 나타낸 설명도이고,
도 5는 자기이력곡선 연속 측정방법을 나타낸 순서도이고,
도 6은 Fe1-xCox의 조성비에 따른 잔류자화(Mr) 및 보자력(Hc)을 나타낸 그래프이고,
도 7 내지 도 10은 조성경사형 박막의 측정 간격에 따른 자화력을 확인할 수 있는 그래프이다.1 is a schematic diagram of an apparatus for continuously measuring a hysteresis curve according to an embodiment of the present invention;
2 is a perspective view of the interior of the chamber;
3 is a perspective view of a permanent magnet member;
4 is an explanatory view showing the position of the permanent magnet member,
5 is a flowchart showing a continuous measurement method of a hysteresis curve;
6 is a graph showing the residual magnetization (Mr) and coercive force (Hc) according to the composition ratio of Fe 1-x Co x ,
7 to 10 are graphs for confirming the magnetization force according to the measurement interval of the compositionally inclined thin film.

이하 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 영구자석을 이용한 조성경사형 박막의 자기이력곡선 연속 측정장치 및 측정방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, an apparatus and method for continuously measuring a hysteresis curve of a compositionally inclined thin film using a permanent magnet according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 자기이력곡선 연속 측정장치(100)는, 조성경사형 박막(10)의 자화도를 연속적으로 측정하여 자기 특성이 우수한 신물질을 찾는 것이 목적이다. 여기서 조성경사형 박막(10)은 테이프 형상으로 길이방향을 따라 길게 형성된 기판(11)에 복수의 자성재료가 경사형으로 서로 상이한 조성비가 분포되도록 증착되어 형성된 것을 말한다. As shown in FIG. 1 , the apparatus 100 for continuously measuring a hysteresis curve of the present invention continuously measures the magnetization of the compositionally inclined thin film 10 to find a new material having excellent magnetic properties. Here, the composition gradient thin film 10 is formed by depositing a plurality of magnetic materials on a tape-shaped substrate 11 elongated in the longitudinal direction so that the composition ratios are different from each other in an inclined manner.

이와 같은 자기이력곡선 연속 측정장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 챔버(110), 공급부(120), 회수부(130), 영구자석부재(140), 자석구동부(150), 홀프로브센서(160) 및 제어부(170)를 포함한다. 여기서 제어부(170)는 챔버(110), 공급부(120), 회수부(130), 자석구동부(150) 및 홀프로브센서(160)에 신호를 전달하여 제어하는 역할을 한다.Such a magnetic hysteresis curve continuous measurement apparatus 100, as shown in FIG. 1, includes a chamber 110, a supply unit 120, a recovery unit 130, a permanent magnet member 140, a magnet driving unit 150, and a hall probe. It includes a sensor 160 and a control unit 170 . Here, the control unit 170 serves to control the chamber 110 , the supply unit 120 , the recovery unit 130 , the magnet driving unit 150 , and the Hall probe sensor 160 by transmitting a signal.

챔버(110)는 조성경사형 박막(10)을 형성하기 위한 구성으로, 도 2에 도시된 바와 같이 상이한 자성재료를 증발시키는 복수 개의 증발기(111)를 내부에 포함하며, 테이프 형상의 기판(11)이 장입되어 기판(11)에 자성재료를 증착시켜 조성경사형 박막(10)이 형성되도록 한다. 조성경사형 박막(10)이 되기 전의 테이프 형상의 기판(11)이 챔버(110) 내에 장입되면, 챔버(110) 내에 존재하는 증발기(111)를 이용하여 기판(11)의 표면에 자성재료를 증착시켜 조성경사형 박막(10)을 형성하게 된다. 증발기(111)는 복수 개로 이루어져 각각의 증발기 내에 상이한 종류의 자성재료가 포함되며, 증발기(111)와 근접한 영역의 기판(11)에는 해당 자성재료의 조성이 높으며 반대로 증발기(111)와 먼 영역의 기판(11)에는 해당 자성재료의 조성비가 낮아 조성경사형 박막(10)이 형성된다.The chamber 110 is configured to form the compositionally inclined thin film 10, and includes a plurality of evaporators 111 therein for evaporating different magnetic materials as shown in FIG. 2, and a tape-shaped substrate 11. This is charged to deposit a magnetic material on the substrate 11 so that the composition gradient thin film 10 is formed. When the tape-shaped substrate 11 before the composition gradient thin film 10 is charged into the chamber 110 , a magnetic material is deposited on the surface of the substrate 11 using the evaporator 111 present in the chamber 110 . to form a compositionally inclined thin film 10 . The evaporator 111 is made up of a plurality of magnetic materials of different types in each evaporator, and the composition of the magnetic material is high in the substrate 11 in the region close to the evaporator 111 and, conversely, in the region far from the evaporator 111 . The composition ratio of the magnetic material is low on the substrate 11, and the composition gradient thin film 10 is formed.

공급부(120) 및 회수부(130)는 테이프 형상으로 이루어지는 조성경사형 박막(10)이 길이방향을 따라 연속이동 가능하도록 조성경사형 박막(10)을 공급 및 회수하는 구성으로, 공급부(120) 및 회수부(130)는 각각 릴(reel)로 이루어지고 이를 통해 조성경사형 박막(10)은 릴투릴(reel-to-reel) 방식으로 연속이동된다. 공급부(120) 및 회수부(130)는 조성경사형 박막(10)의 양단부에 각각 결합되며, 공급부(120) 및 회수부(130)의 회전을 통해 조성경사형 박막(10)이 이동하여 영구자석부재(140)가 배치되는 영역에 공급된다.The supply unit 120 and the recovery unit 130 are configured to supply and recover the composition gradient thin film 10 so that the composition gradient thin film 10 having a tape shape can be continuously moved along the longitudinal direction, and the supply unit 120 and the recovery unit 130 Each part 130 is made of a reel (reel), through which the composition gradient thin film 10 is continuously moved in a reel-to-reel method. The supply unit 120 and the recovery unit 130 are coupled to both ends of the compositionally inclined thin film 10, respectively, and the compositionally inclined thin film 10 moves through the rotation of the supply unit 120 and the recovery unit 130 to move the permanent magnet member. 140 is supplied to the area where it is placed.

여기서 조성경사형 박막(10)은 길이방향을 따라 1mm 내지 3cm의 간격으로 자기장을 측정하도록 영구자석부재(140) 영역에 조성경사형 박막(10)이 공급된다. 즉 조성경사형 박막(10)은 1mm 내지 3cm 간격으로 이동한 후 자기장을 측정하고, 그 다음 다시 1mm 내지 3cm 간격으로 이동한 후 자기장을 측정할 수 있다. 이때 조성경사형 박막(10)은 공급부(120)와 회수부(130) 사이에 설치되는 엔코더(encorder, 180)에 의해 공급 길이를 자동으로 측정하여 단위 길이별로 정확하게 연속이동되는 것이 바람직하다.Here, the compositionally inclined thin film 10 is supplied with the compositionally inclined thin film 10 to the area of the permanent magnet member 140 to measure the magnetic field at intervals of 1 mm to 3 cm along the longitudinal direction. That is, the composition gradient thin film 10 can measure the magnetic field after moving at intervals of 1 mm to 3 cm, and then measure the magnetic field after moving at intervals of 1 mm to 3 cm again. At this time, it is preferable that the composition gradient thin film 10 is accurately continuously moved for each unit length by automatically measuring the supply length by an encoder 180 installed between the supply unit 120 and the recovery unit 130 .

영구자석부재(140)는 조성경사형 박막(10)의 자화도를 측정하도록 조성경사형 박막(10)에 자기장을 인가하는 구성으로, N극 및 S극으로 이루어진다. 이러한 영구자석부재(140)는 조성경사형 박막(10)이 지나가는 영역에 조성경사형 박막(10)과 접촉되지 않도록 이격된 상태로 설치된다. 이때 영구자석부재(140)는 자장이 1 내지 1.5T(tesla)인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 시중에 판매되는 일반적인 영구자석의 경우 1T보다 한참 낮은 자장을 형성하는데, 본 발명의 연속 측정장치(10)를 용이하게 구동하기 위해서는 슈퍼마그넷(super magnet)에 해당하는 1 내지 1.5T 자장의 영구자석부재(140)를 사용하는 것이 바람직하다.The permanent magnet member 140 is configured to apply a magnetic field to the compositionally inclined thin film 10 to measure the magnetization of the compositionally inclined thin film 10 , and has an N pole and an S pole. The permanent magnet member 140 is installed in a spaced state so as not to contact the compositionally inclined thin film 10 in the region through which the compositionally inclined thin film 10 passes. At this time, it is preferable to use the permanent magnet member 140 having a magnetic field of 1 to 1.5T (tesla). In the case of a general permanent magnet sold on the market, a magnetic field much lower than 1T is formed. In order to easily drive the continuous measuring device 10 of the present invention, a permanent magnet with a magnetic field of 1 to 1.5T corresponding to a super magnet. It is preferred to use member 140 .

도 3에 도시된 바와 같이 영구자석부재(140)는 길이방향을 따라 복수 개의 영구자석(141)이 동일한 극끼리 서로 마주보도록 배치되며, 영구자석(141) 사이에는 금속심(143)이 배치되어 서로 연결된다. 즉 N극 및 S극으로 이루어진 영구자석(141)이 배치될 때 N극은 N극과 마주보도록 배치되고, S극은 S극과 마주보도록 배치된다. 이때 복수 개의 영구자석(141)과 금속심(143)은 모서리를 가지는 형상보다는 원통형상으로 이루어져 자장이 둘레의 어느 위치에서든 균일한 것이 바람직하다. 복수 개의 영구자석(141)이 동일한 극끼리 서로 마주보도록 배치되면 마주보도록 배치된 영역에서 자장이 커지게 되어 1 내지 1.5T의 고자장을 형성할 수 있게 된다. 여기서 금속심(143)의 경우 철(Fe)심이 가장 바람직하나 이에 한정되지는 않는다. 도 3에 나타난 점선을 따라 수직방향으로 자기장이 형성되며, 영구자석부재(140)와 가까우면 자기장을 세게 느끼고 멀어지면 약하게 느끼게 된다.As shown in FIG. 3 , the permanent magnet member 140 has a plurality of permanent magnets 141 arranged so that the same poles face each other along the longitudinal direction, and a metal core 143 is disposed between the permanent magnets 141 , connected to each other That is, when the permanent magnet 141 composed of an N pole and an S pole is disposed, the N pole is disposed to face the N pole, and the S pole is disposed to face the S pole. At this time, it is preferable that the plurality of permanent magnets 141 and the metal core 143 are formed in a cylindrical shape rather than a shape having corners, so that the magnetic field is uniform at any position around the periphery. When the plurality of permanent magnets 141 are disposed to face each other with the same poles, the magnetic field becomes large in the region disposed to face each other, so that a high magnetic field of 1 to 1.5T can be formed. Here, in the case of the metal core 143, an iron (Fe) core is most preferable, but is not limited thereto. A magnetic field is formed in a vertical direction along the dotted line shown in FIG. 3 , and when it is close to the permanent magnet member 140 , the magnetic field is strongly felt, and when it is farther away, the magnetic field is felt weakly.

자석구동부(150)는 영구자석부재(140)를 이동시키기 위한 구성으로, 영구자석부재(140)와 조성경사형 박막(10) 간의 거리를 조절하고 조성경사형 박막(10)과 근접하는 영구자석부재(140)의 영역 중 N극 및 S극이 교대로 근접하도록 영구자석부재(140)를 조성경사형 박막(10)의 표면에 길이방향을 따라 수직 또는 수평으로 구동시킨다. 자석구동부(150)를 이용하여 영구자석부재(140)와 조성경사형 박막(10) 간의 거리를 조절하게 되면 조성경사형 박막(10)에 가해지는 자기장의 세기를 조절할 수 있게 된다.The magnet driving unit 150 is configured to move the permanent magnet member 140, adjusts the distance between the permanent magnet member 140 and the composition gradient thin film 10, and a permanent magnet member close to the composition gradient thin film 10 ( 140), the permanent magnet member 140 is driven vertically or horizontally along the longitudinal direction on the surface of the compositionally inclined thin film 10 so that the N pole and the S pole are alternately adjacent to each other. When the distance between the permanent magnet member 140 and the compositionally inclined thin film 10 is adjusted using the magnet driving unit 150 , the strength of the magnetic field applied to the compositionally inclined thin film 10 can be adjusted.

홀프로브센서(160)는 조성경사형 박막(10)이 지나가는 영역에 설치되어 영구자석부재(140)의 자기장에 의한 조성경사형 박막(10)의 자화도를 일정간격으로 스캔하는 역할을 한다. 이를 위해 홀프로브센서(160)는 영구자석부재(140)와 근접한 위치에 배치되어야 하며, 바람직하게는 조성경사형 박막(10)의 하부면에 배치될 수 있다. 영구자석부재(140)와 근접하게 배치되는 홀프로브센서(160)는 영구자석부재(140)로부터 인가되는 자기장을 통한 조성경사형 박막(10)의 자화도를 스캔하여 조성경사형 박막(10)에 형성된 다양한 조성비의 물질 중 최적의 조성비를 확인할 수 있다.The Hall probe sensor 160 is installed in the region through which the compositionally inclined thin film 10 passes, and serves to scan the magnetization of the compositionally inclined thin film 10 by the magnetic field of the permanent magnet member 140 at regular intervals. To this end, the Hall probe sensor 160 should be disposed in a position close to the permanent magnet member 140 , and may preferably be disposed on the lower surface of the compositionally inclined thin film 10 . The Hall probe sensor 160 disposed close to the permanent magnet member 140 scans the magnetization of the composition gradient thin film 10 through the magnetic field applied from the permanent magnet member 140 and is formed in the composition gradient thin film 10 . The optimum composition ratio among materials of various composition ratios can be identified.

경우에 따라서 조성경사형 박막(10)과 마주보는 영구자석부재(140)의 위치를 원하는 대로 배치할 수 있다. 도 4a에 도시된 바와 같이 영구자석부재(140)는 조성경사형 박막(10)의 폭방향에 해당하는 측면을 향해 자기장을 인가하도록 배치되며, 조성경사형 박막(10)의 측면과의 거리가 조절되도록 자석구동부(150)가 구동될 수 있다. 또한 도 4b에 도시된 바와 같이 영구자석부재(140)는 조성경사형 박막(10)의 두께방향에 해당하는 상면을 향해 자기장을 인가하도록 배치되며, 조성경사형 박막(10)의 상면과의 거리가 조절되도록 자석구동부(150)가 구동될 수 있다. In some cases, the position of the permanent magnet member 140 facing the compositionally inclined thin film 10 may be arranged as desired. As shown in Fig. 4a, the permanent magnet member 140 is arranged to apply a magnetic field toward the side corresponding to the width direction of the compositionally inclined thin film 10, so that the distance from the side of the compositionally inclined thin film 10 is adjusted. The magnet driving unit 150 may be driven. In addition, as shown in FIG. 4b, the permanent magnet member 140 is arranged to apply a magnetic field toward the upper surface corresponding to the thickness direction of the compositionally inclined thin film 10, and the distance from the upper surface of the compositionally inclined thin film 10 is adjusted. The magnet driving unit 150 may be driven so as to be possible.

이와 같은 영구자석을 이용한 조성경사형 박막의 자기이력곡선 연속 측정장치를 이용한 자기이력곡선 연속 측정방법은 도 5에 도시된 바와 같이 먼저, 기판(11)에 복수의 자성재료를 증착하여 조성경사형 박막(10)을 제조한다(S1).The hysteresis curve continuous measurement method using the hysteresis curve continuous measuring apparatus of the compositionally inclined thin film using a permanent magnet is first, as shown in FIG. 5, by depositing a plurality of magnetic materials on the substrate 11 to 10) is prepared (S1).

도 1에 도시된 바와 같이 자성재료의 증착을 위해 챔버(110)를 준비하고 챔버(110) 내에 테이프 형상의 기판(11)을 배치한다. 그리고 기판(11)을 향하도록 복수의 증발기(111)를 배치하는데, 증발기(111)는 서로 일정 간격을 두고 이격되도록 배치된다. 복수의 증발기(111)는 각각 증발기(111)에 서로 상이한 자성재료가 저장되며, 외부에서 공급되는 열을 통해 자성재료가 증발하면서 증발기(111)의 외부로 배출된다. 복수의 증발기를 통해 각각의 자성재료가 증발되어 기판에 증착되는데, 예를 들어 증발기 내에 A, B 및 C 자성재료가 저장된 경우를 설명하면 다음과 같다. As shown in FIG. 1 , a chamber 110 is prepared for deposition of a magnetic material, and a tape-shaped substrate 11 is disposed in the chamber 110 . In addition, a plurality of evaporators 111 are disposed to face the substrate 11, and the evaporators 111 are disposed to be spaced apart from each other at a predetermined distance. In each of the plurality of evaporators 111 , different magnetic materials are stored in the evaporator 111 , and the magnetic material is evaporated through heat supplied from the outside and discharged to the outside of the evaporator 111 . Each magnetic material is evaporated and deposited on the substrate through a plurality of evaporators. For example, a case where magnetic materials A, B, and C are stored in the evaporator will be described as follows.

도 2에 도시된 바와 같이 A자성재료가 포함된 증발기(111)와 가까운 기판(11)의 영역은 A 자성재료의 조성비가 높으며, B 자성재료가 포함된 증발기(111)와 가까운 기판(11)의 영역은 B 자성재료의 조성비가 높게 증착되고, C 자성재료가 포함된 증발기(111)와 가까울 경우 C 자성재료의 조성비가 높게 나타난다. 또한 복수의 증발기(111) 사이에 배치된 기판(11)의 영역에는 A 자성재료, B 자성재료 및 C 자성재료가 서로 유사한 조성비로 증착된다. 이와 같은 증착 방법을 통해 기판(11)의 영역에 따라 각각 상이한 조성비의 자성재료가 증착되고, 이러한 조성비는 조성경사형으로 배치되어 조성경사형 박막(10)을 이루게 된다.As shown in FIG. 2, in the region of the substrate 11 close to the evaporator 111 containing the A magnetic material, the composition ratio of the A magnetic material is high, and the substrate 11 close to the evaporator 111 containing the B magnetic material. In the region of , the composition ratio of magnetic material B is high, and when it is close to the evaporator 111 containing magnetic material C, the composition ratio of magnetic material C is high. In addition, in the region of the substrate 11 disposed between the plurality of evaporators 111, the magnetic A material, the B magnetic material, and the C magnetic material are deposited in a composition ratio similar to each other. Through this deposition method, magnetic materials having different composition ratios are deposited according to regions of the substrate 11 , and these composition ratios are arranged in a compositionally inclined type to form the compositionally inclined thin film 10 .

조성경사형 박막(10)을 이동시켜 영구자석부재(140) 주위에 배치한다(S2).The compositionally inclined thin film 10 is moved and disposed around the permanent magnet member 140 (S2).

S1 단계를 통해 기판(11)에 자성재료가 증착된 조성경사형 박막(10)을 챔버(110)로부터 꺼내어 공급부(120) 및 회수부(130)를 통해 릴투릴 방식으로 이동시켜 영구자석부재(140) 주위에 배치한다. 공급부(120) 및 회수부(130)를 통해 조성경사형 박막(10)은 연속 이동 및 자화가 연속 측정 가능하며, 자화 측정이 가능하도록 조성경사형 박막(10)의 하부에는 홀프로브센서(160)가 배치된다. 이때 영구자석부재(140)와 홀프로브센서(160) 각각은 조성경사형 박막(10)과 직접적으로 접촉하지 않고 이격된 상태로 배치된다.The composition gradient thin film 10 on which the magnetic material is deposited on the substrate 11 through the step S1 is taken out from the chamber 110 and moved in a reel-to-reel manner through the supply unit 120 and the recovery unit 130 to make the permanent magnet member 140 ) are placed around Through the supply unit 120 and the recovery unit 130, continuous movement and magnetization of the composition gradient thin film 10 can be continuously measured, and a Hall probe sensor 160 is provided at the lower portion of the composition gradient thin film 10 to enable magnetization measurement. are placed At this time, each of the permanent magnet member 140 and the Hall probe sensor 160 is disposed in a spaced apart state without directly contacting the composition gradient thin film 10 .

조성경사형 박막의 자화도를 연속 측정한다(S3).The magnetization of the composition gradient thin film is continuously measured (S3).

조성경사형 박막(10)이 영구자석부재(140) 주위에 배치되면, 자석구동부(150)를 이용하여 영구자석부재(140)와 조성경사형 박막(10) 간의 간격을 조절하면서 자화도를 연속 측정한다. 측정을 원하는 조성경사형 박막(10)의 위치에 영구자석부재(40)가 조성경사형 박막(10)에 근접한 후 다시 멀어지도록 자석구동부(150)를 통해 영구자석부재(140)의 위치를 조절하고, 프로그램 상 특정한 위치들을 지정한 후 그 위치들에서 자화도를 측정한다. When the composition gradient thin film 10 is disposed around the permanent magnet member 140, the magnetization is continuously measured while adjusting the distance between the permanent magnet member 140 and the composition gradient thin film 10 using the magnet driving unit 150. . Adjust the position of the permanent magnet member 140 through the magnet driving unit 150 so that the permanent magnet member 40 approaches the composition gradient thin film 10 at the position of the composition gradient thin film 10 to be measured and then moves away again, After designating specific locations in the program, the magnetization is measured at those locations.

이를 좀 더 상세히 설명하면, 조성경사형 박막(10)과 영구자석부재(140) 중 N극이 서로 멀리 떨어진 상태에서부터 점점 가까워지도록 이동하여 조성경사형 박막(10)이 느끼는 자기장의 세기가 점점 세지도록 하며, 어느 정도 거리가 가까워지면 반대로 점점 멀어지도록 자석구동부(150)를 구동시켜 조성경사형 박막(10)이 느끼는 자기장의 세기가 0이 되는 지점에서는 잔류자화가 남는 히스테리시스 곡선이 얻어지게 된다. 그 다음으로 영구자석부재(140) 중 S극이 조성경사형 박막(10)과 마주보도록 하여 서로 멀리 떨어진 상태에서부터 점점 가까워지도록 이동하게 되면 자기장에 의해 잔류자화가 0이 되는 영역이 존재하게 된다. 이 영역을 보자력이라고 한다. 이후 조성경사형 박막(10)과 영구자석부재(140)를 점점 가까이하다가 어느 순간 멀어지게 하고, 이러한 과정을 반복하여 얻은 자화도 값을 통해 각 영역마다 자화도에 의한 히스테리시스 곡선(hysteresis loop)을 얻을 수 있다. To explain this in more detail, the N pole of the compositionally inclined thin film 10 and the permanent magnet member 140 moves from a state away from each other to get closer to each other so that the strength of the magnetic field felt by the compositionally inclined thin film 10 becomes stronger. , a hysteresis curve in which residual magnetization remains at a point where the magnetic field strength felt by the compositionally inclined thin film 10 becomes 0 by driving the magnet driving unit 150 so as to gradually move away from it when the distance is close to a certain degree is obtained. Next, when the S pole of the permanent magnet member 140 faces the compositionally inclined thin film 10 and moves from a state away from each other to get closer to each other, there is a region in which the residual magnetization becomes 0 by the magnetic field. This region is called the coercive force. Afterwards, the compositionally inclined thin film 10 and the permanent magnet member 140 are gradually brought closer to each other at a certain moment, and a hysteresis loop is obtained by the magnetization for each region through the magnetization value obtained by repeating this process. can

히스테리시스 곡선은 자성재료에 자기장을 가하는 경우 자석을 이용하여 자장의 세기를 증가해갈 때의 자속 밀도 변화를 나타내는 곡선과 자장의 세기를 감소해나갈 때 자속 밀도의 변화를 나타내는 곡선을 의미하며, 각각의 영역에서 그 영역에 해당하는 히스테리시스 곡선을 얻을 수 있다.The hysteresis curve refers to a curve that shows the change in magnetic flux density when the strength of the magnetic field is increased using a magnet when a magnetic field is applied to a magnetic material, and a curve that shows the change in magnetic flux density when the strength of the magnetic field is decreased. In the region, a hysteresis curve corresponding to that region can be obtained.

조성경사형 박막(10)의 자화도로부터 최적의 자성재료 조성비를 얻는다(S4).An optimum magnetic material composition ratio is obtained from the magnetization of the compositionally inclined thin film 10 (S4).

연속 측정된 조성경사형 박막(10)의 자화도를 기초하여 해당 영역의 잔류자화 및 보자력을 확인하고, 최적의 자성재료 조성비를 얻는다. 조성경사형 박막(10)의 영역별로 홀프로브센서(160)를 통해 자화도를 측정하게 되면 각 영역마다 자화도에 의한 히스테리시스 곡선을 얻을 수 있으며, 히스테리시스 곡선을 통해 자성재료의 특성을 확인할 수 있으며 이를 통해 최적의 자성재료 조성비를 얻을 수 있게 된다.The residual magnetization and coercive force of the corresponding region are checked based on the continuously measured magnetization degree of the compositionally inclined thin film 10 , and an optimal composition ratio of magnetic material is obtained. When the magnetization is measured through the Hall probe sensor 160 for each region of the compositionally inclined thin film 10, a hysteresis curve can be obtained according to the magnetization for each region, and the characteristics of the magnetic material can be confirmed through the hysteresis curve. Through this, it is possible to obtain an optimal magnetic material composition ratio.

이상적인 자성재료는 잔류자화 및 보자력이 둘 다 큰 것을 말하는 데, 잔류자화가 클 경우 외부에서 순간적으로 자력을 가해준 후 자력을 없애더라도 자기장이 없어지지 않고 잔류하게 되는 세기가 크다. 또한 보자력이 높을 경우 잔류자화가 오래 남아있기 때문에 보자력이 커야 자성재료를 오래 사용할 수 있다. 따라서 본 발명의 목적은 이러한 잔류자화 및 보자력이 높은 신물질을 찾기 위해 자성재료를 측정하는 것이다.An ideal magnetic material refers to a material having both large residual magnetization and coercive force. If the residual magnetization is large, even if the magnetic force is removed after instantaneous external magnetic force is applied, the magnetic field does not disappear and remains strong. In addition, if the coercive force is high, the residual magnetization remains for a long time, so the magnetic material can be used for a long time when the coercive force is high. Therefore, it is an object of the present invention to measure magnetic materials to find new materials with high residual magnetization and coercive force.

이와 같은 본 발명의 구성을 이용하여 측정된 조성경사형 박막(10)의 자화력에 따른 잔류자화(Mr) 및 보자력(Hc)은 다음과 같은 도 6의 그래프를 통해 확인할 수 있는데, 이는 조성경사형 박막(10)에 증착된 Fe1 - xCox의 조성비에 따른 잔류자화(Mr) 및 보자력(Hc)을 나타낸 그래프이다. 그래프에서 보이듯이 철(Fe)과 코발트(Co)의 성분비에 따라 잔류자화 및 보자력을 확인할 수 있으며, 이를 통해 최적의 자성재료 조성비를 얻을 수 있다. 보자력이 커질수록 잔류자화는 감소하는 경항이 있으며, x=0.5 근처에서 잔류자화가 최소, 보자력이 최대 값을 가지는 것을 확인할 수 있다.The residual magnetization (Mr) and coercive force (Hc) according to the magnetizing force of the compositionally inclined thin film 10 measured using the configuration of the present invention as described above can be confirmed through the graph of FIG. 6 as follows, which is a compositionally inclined thin film It is a graph showing the residual magnetization (Mr) and the coercive force (Hc) according to the composition ratio of Fe 1 - x Co x deposited in (10). As shown in the graph, the residual magnetization and coercive force can be confirmed according to the composition ratio of iron (Fe) and cobalt (Co), and through this, the optimal composition ratio of magnetic material can be obtained. As the coercive force increases, the residual magnetization tends to decrease, and it can be seen that the residual magnetization has the minimum value and the coercive force has the maximum value near x=0.5.

도 7 내지 도 10은 조성경사형 박막(10)의 측정 간격에 따른 자화력을 확인할 수 있는 그래프로 10은 10mm를 의미하고, 290은 290mm 즉 2.9cm를 의미한다. 이와 같이 10mm 내지 3cm 간격을 두고 조성경사형 박막(10)의 자화력을 측정할 경우 원하는 최적의 자성재료 조성비 정보를 용이하게 얻을 수 있다.7 to 10 are graphs for confirming the magnetization force according to the measurement interval of the compositionally inclined thin film 10, where 10 means 10 mm, and 290 means 290 mm, that is, 2.9 cm. In this way, when the magnetization force of the compositionally inclined thin film 10 is measured at intervals of 10 mm to 3 cm, it is possible to easily obtain the desired optimal composition ratio of the magnetic material.

종래에는 자성재료를 통해 신물질을 얻기 위해서는 컴퓨터를 통해 자성재료 조성비를 시뮬레이션하는 방법을 주로 이용하였으나, 이 경우 단지 시뮬레이션에 의한 결과이기 때문에 대략적인 조성비만 얻을 수 있었으며 명확한 조성비를 얻기 힘들었다. 따라서 자성재료의 명확한 조성비를 얻기 위해서는 별도의 실험을 거쳐야 했다. 조성비를 확인하기 위한 종래의 실험으로는 복수의 기판에 각각 상이한 조성비를 가지는 자성재료를 증착하고 이를 각각 측정하는 방법을 이용하였으나, 이 경우 일일이 박막을 제조하고 측정하기에 많은 시간과 비용이 소모된다는 문제점이 있었다. 따라서 이를 해결하기 위해 본 발명에서는 위치에 따라 상이한 조성비를 가지는 조성경사형 박막(10)을 제조하고, 조성경사형 박막(10)을 연속적으로 영구자석부재(130)와 근접한 위치로 이동시켜 자화도를 연속으로 측정하는 방법을 이용하였다. 이와 같은 방법을 통해 빠른시간 및 적은 비용으로 최적의 자성재료 조성비를 얻을 수 있다.Conventionally, in order to obtain a new material through a magnetic material, a method of simulating the composition ratio of the magnetic material through a computer has been mainly used. Therefore, in order to obtain a clear composition ratio of the magnetic material, a separate experiment was required. As a conventional experiment to check the composition ratio, a method of depositing magnetic materials having different composition ratios on a plurality of substrates and measuring them was used. There was a problem. Therefore, in order to solve this problem, in the present invention, the compositionally inclined thin film 10 having a different composition ratio according to the position is manufactured, and the compositionally inclined thin film 10 is continuously moved to a position close to the permanent magnet member 130 to continuously increase the degree of magnetization. was used to measure. Through this method, it is possible to obtain an optimal composition ratio of the magnetic material in a short time and at a low cost.

10: 조성경사형 박막 11: 기판
100: 연속 측정장치 110: 챔버
111: 증발기 120: 공급부
130: 회수부 140: 영구자석부재
141: 영구자석 143: 금속심
150: 자석구동부 160: 홀프로브센서
170: 제어부 180: 엔코더10: composition gradient thin film 11: substrate
100: continuous measuring device 110: chamber
111: evaporator 120: supply
130: recovery unit 140: permanent magnet member
141: permanent magnet 143: metal core
150: magnet driving unit 160: hall probe sensor
170: control unit 180: encoder

Claims (13)

영구자석을 이용한 조성경사형 박막의 자기이력곡선 연속 측정장치에 있어서,
상이한 자성재료를 증발시키는 복수 개의 증발기를 내부에 포함하며, 테이프 형상의 기판이 장입되어 상기 기판에 자성재료를 증착시켜 조성경사형 박막이 형성되는 챔버와;
상기 조성경사형 박막이 연속이동 가능하도록 상기 조성경사형 박막을 공급 및 회수하는 공급부 및 회수부와;
상기 조성경사형 박막이 지나가는 영역에 상기 조성경사형 박막과 접촉되지 않도록 이격된 상태로 설치되며, 상기 조성경사형 박막에 자기장을 인가하는 N극 및 S극으로 이루어진 영구자석부재와;
상기 영구자석부재와 상기 조성경사형 박막 간의 거리를 조절하고, 상기 조성경사형 박막과 근접하는 상기 영구자석부재의 영역 중 N극 및 S극이 교대로 근접하도록 상기 영구자석부재를 상기 조성경사형 박막의 길이방향을 따라 수직으로 배치하고, 상기 조성경사형 박막의 표면에 수직 또는 수평으로 자기장을 가할 수 있도록 구동시키는 자석구동부와;
상기 조성경사형 박막이 지나가는 영역에 설치되어 상기 영구자석부재의 자기장에 의한 상기 조성경사형 박막의 자화도를 일정간격으로 스캔하는 홀프로브센서;를 포함하고,
상기 영구자석부재는,
길이방향을 따라 복수 개의 영구자석이 동일한 극끼리 서로 마주보도록 배치되며, 상기 영구자석 사이에는 강자성체 금속심이 배치되어 서로 연결되고,
상기 조성경사형 박막의 폭방향에 해당하는 측면을 향해 자기장을 인가하도록 배치되거나 상기 조성경사형 박막의 두께방향에 해당하는 상면을 향해 자기장을 인가하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 영구자석을 이용한 조성경사형 박막의 자기이력곡선 연속 측정장치.
In the continuous measuring apparatus of the hysteresis curve of a compositionally inclined thin film using a permanent magnet,
a chamber including a plurality of evaporators for evaporating different magnetic materials therein, and in which a tape-shaped substrate is loaded to deposit a magnetic material on the substrate to form a compositionally inclined thin film;
a supply and recovery unit for supplying and recovering the compositionally inclined thin film so that the compositionally inclined thin film can be continuously moved;
a permanent magnet member comprising an N pole and an S pole for applying a magnetic field to the compositionally inclined thin film and installed in a spaced state so as not to contact the compositionally inclined thin film in a region through which the compositionally inclined thin film passes;
Adjust the distance between the permanent magnet member and the compositionally inclined thin film, and set the permanent magnet member such that the N pole and the S pole in the region of the permanent magnet member adjacent to the compositionally inclined thin film alternately approach the length of the compositionally inclined thin film. a magnet driving unit disposed vertically along the direction and driving to apply a magnetic field vertically or horizontally to the surface of the compositionally inclined thin film;
and a Hall probe sensor installed in a region through which the compositionally inclined thin film passes and scans the magnetization of the compositionally inclined thin film by the magnetic field of the permanent magnet member at regular intervals; and
The permanent magnet member,
A plurality of permanent magnets are disposed to face each other with the same poles in the longitudinal direction, and a ferromagnetic metal core is disposed between the permanent magnets to be connected to each other,
Composition gradient thin film using a permanent magnet, characterized in that it is arranged to apply a magnetic field toward the side corresponding to the width direction of the composition gradient thin film or is arranged to apply a magnetic field toward the upper surface corresponding to the thickness direction of the composition gradient thin film A continuous measuring device for hysteresis curves.
 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 영구자석부재는 상기 조성경사형 박막의 폭방향에 해당하는 측면을 향해 자기장을 인가하도록 배치되는 경우, 상기 조성경사형 박막의 측면과의 거리가 조절되도록 상기 자석구동부가 구동되는 것을 특징으로 하는 영구자석을 이용한 조성경사형 박막의 자기이력곡선 연속 측정장치.The method of claim 1,
When the permanent magnet member is arranged to apply a magnetic field toward the side corresponding to the width direction of the compositionally inclined thin film, the magnet driving part is driven so that the distance from the side of the compositionally inclined thin film is adjusted. A device for continuous measurement of hysteresis curves of compositionally inclined thin films using 제 1항에 있어서,
상기 영구자석부재는 상기 조성경사형 박막의 두께방향에 해당하는 상면을 향해 자기장을 인가하도록 배치되는 경우, 상기 조성경사형 박막의 상면과의 거리가 조절되도록 상기 자석구동부가 구동되는 것을 특징으로 하는 영구자석을 이용한 조성경사형 박막의 자기이력곡선 연속 측정장치.The method of claim 1,
When the permanent magnet member is arranged to apply a magnetic field toward the upper surface corresponding to the thickness direction of the compositionally inclined thin film, the magnet driving unit is driven to adjust the distance from the upper surface of the compositionally inclined thin film. A device for continuous measurement of hysteresis curves of compositionally inclined thin films using 제 1항에 있어서,
상기 공급부 및 상기 회수부는 각각 릴(reel)로 이루어지며, 상기 조성경사형 박막은 릴투릴(reel-to-reel) 방식으로 연속이동되는 것을 특징으로 하는 영구자석을 이용한 조성경사형 박막의 자기이력곡선 연속 측정장치.The method of claim 1,
The supply unit and the recovery unit are each made of a reel, and the composition gradient thin film is continuously moved in a reel-to-reel manner. measuring device. 제 1항에 있어서,
상기 영구자석부재는 자장이 1 내지 1.5T인 것을 특징으로 하는 영구자석을 이용한 조성경사형 박막의 자기이력곡선 연속 측정장치.The method of claim 1,
The permanent magnet member is a continuous measuring device for magnetic hysteresis curve of a composition gradient thin film using a permanent magnet, characterized in that the magnetic field is 1 to 1.5T. 제 1항에 있어서,
상기 조성경사형 박막의 길이방향을 따라 1mm 내지 3cm의 간격으로 자기장을 측정하도록 상기 영구자석부재에 상기 조성경사형 박막이 공급되는 것을 특징으로 하는 영구자석을 이용한 조성경사형 박막의 자기이력곡선 연속 측정장치.The method of claim 1,
A continuous measuring device for a magnetic hysteresis curve of a compositionally inclined thin film using a permanent magnet, characterized in that the compositionally inclined thin film is supplied to the permanent magnet member to measure a magnetic field at intervals of 1 mm to 3 cm along the longitudinal direction of the compositionally inclined thin film. 제 7항에 있어서,
상기 조성경사형 박막은 엔코더(encorder)에 의해 공급 길이를 자동으로 측정하여 단위 길이별로 정확하게 연속이동되는 것을 특징으로 하는 영구자석을 이용한 조성경사형 박막의 자기이력곡선 연속 측정장치.8. The method of claim 7,
The compositionally inclined thin film is a continuous measuring device for magnetic hysteresis curve of the compositionally inclined thin film using a permanent magnet, characterized in that it is accurately continuously moved for each unit length by automatically measuring the supply length by an encoder. 영구자석을 이용한 조성경사형 박막의 자기이력곡선 연속 측정방법에 있어서,
서로 상이한 자성재료가 저장되는 복수 개의 증발기를 이용하여, 기판에 복수의 자성재료를 증착하여 조성경사형 박막을 제조하는 단계;
상기 조성경사형 박막을 이동시켜 영구자석부재 주위에 배치하는 단계;
자석구동부를 이용하여 상기 조성경사형 박막의 자화도를 연속 측정하는 단계;
상기 조성경사형 박막의 자화도를 기초하여 해당 영역의 잔류자화 및 보자력을 확인하고, 최적의 자성재료 조성비를 얻는 단계;를 포함하고,
상기 영구자석부재는 길이방향을 따라 복수 개의 영구자석이 동일한 극끼리 서로 마주보도록 배치되며, 상기 영구자석 사이에는 강자성체 금속심이 배치되어 서로 연결되며,
상기 자석구동부는 상기 영구자석부재를 상기 조성경사형 박막의 길이방향을 따라 수직으로 배치하고, 상기 조성경사형 박막의 표면에 수직 또는 수평으로 자기장을 가할 수 있도록 구동되는 것을 특징으로 하는 영구자석을 이용한 조성경사형 박막의 자기이력곡선 연속 측정방법.In the continuous measurement method of the hysteresis curve of a compositionally inclined thin film using a permanent magnet,
manufacturing a compositionally inclined thin film by depositing a plurality of magnetic materials on a substrate using a plurality of evaporators in which different magnetic materials are stored;
disposing the compositionally inclined thin film around a permanent magnet member;
continuously measuring the magnetization of the compositionally inclined thin film by using a magnet driving unit;
Checking the residual magnetization and coercive force of the corresponding region based on the magnetization degree of the compositionally inclined thin film, and obtaining an optimal composition ratio of magnetic material;
In the permanent magnet member, a plurality of permanent magnets are arranged to face each other with the same poles in the longitudinal direction, and a ferromagnetic metal core is disposed between the permanent magnets to be connected to each other,
The magnet driving unit vertically or vertically arranges the permanent magnet member along the longitudinal direction of the compositionally inclined thin film, and is driven to apply a magnetic field vertically or horizontally to the surface of the compositionally inclined thin film. A method for continuous measurement of hysteresis curves of sand thin films. 제 9항에 있어서,
상기 조성경사형 박막을 제조하는 단계는,
각각의 상기 자성재료가 조성경사형 조성비로 배치되는 것을 특징으로 하는 영구자석을 이용한 조성경사형 박막의 자기이력곡선 연속 측정방법.10. The method of claim 9,
The step of producing the composition gradient thin film,
A method for continuously measuring a hysteresis curve of a compositionally inclined thin film using a permanent magnet, characterized in that each of the magnetic materials is arranged in a compositionally inclined composition ratio. 제 9항에 있어서,
상기 자화도를 연속 측정하는 단계는,
상기 영구자석부재와 상기 조성경사형 박막 간의 간격을 조절하면서 측정하는 것을 특징으로 하는 영구자석을 이용한 조성경사형 박막의 자기이력곡선 연속 측정방법.10. The method of claim 9,
The step of continuously measuring the magnetization is,
A method for continuously measuring a hysteresis curve of a compositionally inclined thin film using a permanent magnet, characterized in that the measurement is performed while adjusting the distance between the permanent magnet member and the compositionally inclined thin film. 제 11항에 있어서,
상기 조성경사형 박막과 상기 영구자석부재 중 N극이 서로 멀리 떨어진 상태에서부터 점점 가까워진 후 반대로 점점 멀어지도록 하며, 상기 조성경사형 박막과 상기 영구자석부재 중 S극이 서로 멀리 떨어진 상태에서부터 점점 가까워진 후 반대로 점점 멀어지도록 하여 상기 조성경사형 박막이 느끼는 자기장의 세기를 통해 자화도를 측정하는 것을 특징으로 하는 영구자석을 이용한 조성경사형 박막의 자기이력곡선 연속 측정방법.12. The method of claim 11,
The N pole of the compositionally inclined thin film and the permanent magnet member is gradually moved away from each other after getting closer from a state away from each other. A method for continuously measuring a hysteresis curve of a compositionally inclined thin film using a permanent magnet, characterized in that the magnetization is measured through the strength of the magnetic field felt by the compositionally inclined thin film by moving away from it. 제 9항에 있어서,
상기 최적의 자성재료 조성비를 얻는 단계에서,
상기 잔류자화 및 상기 보자력은 히스테리시스 곡선을 통해 확인되는 것을 특징으로 하는 영구자석을 이용한 조성경사형 박막의 자기이력곡선 연속 측정방법.10. The method of claim 9,
In the step of obtaining the optimal magnetic material composition ratio,
The method for continuously measuring a hysteresis curve of a compositionally inclined thin film using a permanent magnet, characterized in that the residual magnetization and the coercive force are confirmed through a hysteresis curve.
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