KR20020068041A - 이산화티탄ㆍ코발트 자성막 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

촉매능력이 높은 광촉매, 광ㆍ전기ㆍ자기기능도 갖는 반도체 재료 및 투명 자석으로 유용한 이산화티탄ㆍ코발트 자성막을 제공하므로, 화학식 Ti1-xCoxO2(여기서 0 < x ≤ 0.3)로 표시되며, Ti 격자 위치에 Co가 치환되고, 단결정 기판상에 에피택셜 성장된 이산화티탄ㆍ코발트 자성막이 형성된다. 이 결정 구조는 아나타제 구조 또는 루틸 구조이고, 밴드갭 에너지가 Ti 격자 위치에 치환되는 Co 농도에 대응하여 3.13eV~3.33eV의 범위로 변화하고, 실온 이상의 온도에서도 자화를 유지하며 가시광에 투명하다.
이산화티탄ㆍ코발트 자성막을 제조하는 경우, 소정의 산소압 분위기의 진공조내에 소정의 혼합비로 혼합한 TiO2와 Co로 이루어진 타겟에 소정의 레이저광을 소정의 조건으로 조사하고, TiO2와 Co를 증발시켜 소정의 기판 온도로 가열한 단결정 기판에 막을 형성함으로써 제조한다.

Description

이산화티탄ㆍ코발트 자성막 및 그 제조 방법 {TITANIUM DIOXIDEㆍCOBALT MAGNETIC FILM AND METHOD OF ITS MANUFACTURE}
이산화티탄(TiO2)은 그 광촉매 기능으로 인하여 물의 광분해나 유해물질의 분해 제거에 실용화된 재료이며, 에너지 문제나 환경 문제의 관점에서 금후에 이산화티탄의 광촉매 활성을 더욱 향상시킬 것이 요구된다.
또, 반도체 재료로 Si, GaAs가 주를 이루며, 이러한 종래의 반도체 재료는 캐리어(carrier) 제어에 의하여 전기적 기능 또는 레이저다이오드, 광다이오드라고 하는 광ㆍ전기적 기능을 실현하는 재료이지만, 자기 메모리라고 하는 자기적 기능도 실현된 반도체 재료는 아직 존재하지 않는다. 이산화티탄은 밴드갭 에너지가 자외 영역에 있는 광ㆍ전기적 기능을 가진 반도체 결정이지만, 그 광ㆍ전기적 기능을 그대로 가지고, 이와 더불어 자기적 기능을 구비할 수 있으면, 광ㆍ전기ㆍ자기적 기능을 모두 실현하는 반도체 재료를 얻을 수 있다.
종래의 자석 물질은 가시광을 투과하지 않는 매우 검은 물질이다. 투명자석이 실현될 수 있으면, 종이 집게 등의 용도에 편리한 것은 말할 것도 없고 폭넓은 산업 분야에 걸쳐 유용한 것이 명확하다.
한편, 투명 절연물에 자성을 부가하는 종래 기술에는 도 14에 나타낸 예가 있다. 이것은 가시광에 투명한 Al2O3등으로 된 비자성 절연물 분말에 Co 등으로 이루어진 자성 금속 입자를 혼입하여 태워서 굳힌 것이다. 이러한 투명자석은 자성금속의 입자량을 증가시키면, 자성금속입자를 혼입함에 따라 비자성 절연물의 비정질화가 일어나 결정성이 소실되므로, 모체인 투명 절연물의 본래 성질인 투명성 및 절연성이 없어져 버린다.
자성 반도체로서 GaAs에 Mn을 혼입한 것 또는 CdMnTe계의 것이 있고, 자기 기능 및 패러데이 회전 등의 광기능을 지닌 것이 있다. 그러나 이러한 종래의 자성 반도체는 가시광에 투명하지 않다.
이와 같이, 종래에는 가시광에 투명이며 자기적 기능을 지닌 반도체 재료가 존재하지 않았다.
본 발명은 전술한 과제를 감안하여, 이산화티탄의 결정성을 잃지 않고 자기기능을 부가하였다. 광촉매, 광ㆍ전기ㆍ자기 기능을 부가적으로 지닌 반도체 재료 및 투명 자석으로서 사용가능한 이산화티탄ㆍ코발트 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 이산화티탄ㆍ코발트 자성막 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자성막을 이용한 광촉매, 전기ㆍ광ㆍ자기 기능을 지닌 반도체 재료, 투명자석 등에 유용한 재료 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막 제조 장치의 개략도이다.
도 2는 이산화티탄의 아나타제 결정구조 및 루틸 결정 구조를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제조 방법에 따라 제작한 아나타제 결정구조의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막의 X선 회절측정 결과를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제조 방법에 의해 제작한 루틸결정구조의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막의 X선 회절측정결과를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따라 제작한 아나타제 결정구조의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막을 단면 방향에서 본 TEM(투과전자선회절)에 의한 측정 결과를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따라 Co 농도를 다양하게 변화시켜 제조한 아나타제 결정구조의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막의 c축 방향의 격자상수를 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 Co 농도 8%의 아나타제 결정구조의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막의 투과율 측정결과를 나타내는 그래프이다.
도 8은 주사형 SQUID 현미경을 이용하여 촬영한 아나타제 결정구조의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막의 자구 구조를 도시한 도면이다.
도 9는 주사형 SQUID 현미경을 이용하여 촬영한 루틸 결정구조의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막의 자구구조를 도시한 도면이다.
도 10은 주사형 SQUID 현미경을 이용하여 촬영한 다양한 Co 농도의 아나타제 결정구조의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막 자구구조를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 아나타제 결정구조의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막 자화 히스테리시스 특성을 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 아나타제 결정구조의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막의 자화특성의 온도 의존도를 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 Co 농도가 상이한 아나타제 결정구조의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막 광흡수 특성을 도시한 도면이다.
도 14는 투명 절연물에 자성을 부가하는 종래 기술을 설명하는 도면이다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막은,
화학식: Ti1-xCoxO2
단, 0 < x ≤ 0.3 으로 표시되며, Ti 격자 위치에 Co가 치환되었다. 또한, 단결정 기판상에 에피택셜 성장시킨 이산화티탄ㆍ코발트 자성막인 것을 특징으로 한다.
이러한 자성막의 결정 구조는 아나타제 구조 또는 바람직하게는 루틸 구조이다.
이러한 아나타제 구조의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막은 밴드갭 에너지가 Ti 격자 위치에 치환되는 Co 농도(X)에 따라서 3.13eV~3.33eV의 범위에서 변화되는 것을 특징으로 한다.
이러한 이산화티탄ㆍ코발트 자성막은 실온 이상의 온도에서도 자화를 유지할 수 있으며, 가시광으로 투명하다.
이러한 단결정 기판은 결정 구조가 아나타제 구조인 경우, LaAlO3(OO1) 기판인 것이 바람직하다.
이러한 단결정 기판은 결정구조가 루틸구조인 경우, Al2O3기판인 것이 바람직하다.
이러한 단결정 기판은 결정구조가 루틸구조인 경우, 루틸 결정 구조를 지닌 TiO2기판인 것이 바람직하다.
이러한 구조에 의하면, 이산화티탄이 반도체 결정으로서의 결정성을 잃지 않고 자기적 기능을 지니므로, 광촉매, 광ㆍ전기ㆍ자기적 기능을 겸비한 반도체 재료 및 투명 자석으로서 사용할 수 있다.
본 발명의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막 제조 방법은, 산소압 분위기의 진공조내에서 소정의 혼합비로 혼합한 TiO2와 Co로 이루어진 타겟에 소정의 레이저광을 소정의 조사 조건으로 조사하여 TiO2와 Co를 증발시켜 소정의 기판온도로 가열한 단결정 기판에 막을 형성하는 것을 특징으로 한다.
산소압은 10-5~10-6Torr, 기판 온도는 500~700℃, 레이저광은 KrF 엑시머 레이저-광(248nm)인 것이 바람직하고, 조사 조건은 레이저광의 펄스 파워가 1~2Joule/cm2이고, 레이저 펄스의 조사속도가 1~10Hz이 되도록 설정할 수 있다.
또한, 소정의 혼합비로 혼합한 TiO2와 Co로 이루어진 타겟과, TiO2만으로 이루어진 타겟에 소정의 레이저광 펄스를 소정의 Co 농도에 대응하는 펄스비로 교대로 조사하여 소정 Co 농도의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막을 형성하도록 할 수도 있다.
이러한 구조에 의하면, 원하는 Co 농도를 지닌 본 발명의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막을 얻을 수 있다.
본 발명의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막을 광촉매로서 사용하면 촉매 활성이 높다.
본 발명의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막을 반도체 재료로 사용하면, 캐리어 제어에 의한 전기적 기능, 수발광기능, 자기 제어에 의한 자기적 기능을 더불어 가지는 반도체 디바이스를 제작할 수 있다.
본 발명의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막을 투명 자석, 예를 들면 종이 집게로 사용하면 유용하다.
본 발명은 이하의 상세한 설명 및 본 발명의 여러 실시예를 나타내는 첨부 도면에 따라 더욱 잘 이해될 것이다. 또, 첨부 도면에 나타내는 실시예는 본 발명을 특정 또는 한정하도록 의도된 것이 아니라, 단순히 본 발명의 설명 및 이해를 용이하게 하도록 기재된 것이다.
이하에 도 1 내지 도 13에 기초하여 본 발명의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막 제조장치의 개략도이다.
도 1에서 이 제조장치(10)는 레이저제거 퇴적장치로 이루어져 있고, 진공챔버(17)내에 기판(11)과, 기판(11)에 대향하여 배치된 타겟(12)이 장착되어 진공챔버(17)의 외측으로부터 창을 통해서 타겟(12)에 펄스레이저를 조사하는 레이저 장치(13) 및 기판(11)을 가열하기 위한 가열장치(14)가 배치되어 있다. 또, 기판(11)의 타겟(12)에 대향하는 표면에는 이 기판(11)을 부분적으로 덮도록 마스크(15)가 이동 가능하게 지지되어 있다. 또, 도면 부호 16은 산소를 도입하는 노즐이다.
이 기판(11)은 아나타제 결정구조의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막을 에피택셜 성장시키는 경우, 비교적 격자부정합이 작은 투명기판인 LaAlO3(001)기판으로 이루어지고, 그 표면이 (001)면으로 되도록 성형되어 있다. 또, 루틸결정구조의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막을 에피택셜 성장시키는 경우, 기판(11)은 Al2O3또는 루틸결정구조를 지닌 TiO2단결정기판으로 된다.
타겟(12)은 예를 들면 루틸결정구조의 TiO2에 Co를 10mo1% 도핑한 것을 1000℃로 소결한 것이다.
또, 타겟(12)을 전술한 조성의 타겟과 루틸결정구조의 TiO2만으로 이루어진 타겟으로서 2개를 사용하고, 이들 타겟을 소정수 비율의 레이저광 펄스로 교대 조사함으로써 제작할 수도 있다. 이 경우, 각 타겟은 복수의 타겟을 지지할 수 있는멀티타겟홀더(18)상에 유지되어 멀티타겟홀더(18)의 회전샤프트(19)에 따라 각 타겟이 레이저 장치(13)의 레이저 조사위치에 선택적으로 위치하도록 되어 있다.
레이저 장치(13)에 이용하는 레이저는, 예를 들면 248nm의 레이저광을 출사하는 KrF 엑시머 레이저이며, 이 레이저광 펄스의 광에너지 밀도를 1~2Joule/cm2중으로 조정하여, 레이저펄스를 1~10개/초, 즉 속도를 1~10Hz로 하여 조사한다.
가열장치(14)는 Nd:YAG 레이저를 사용한 기판가열장치로서, 산화성 분위기이지만 기판(11)을 고온으로 가열할 수 있다. 또, 기판가열장치는 통상적인 램프히터일 수도 있다.
진공챔버내는 1×10-9Torr 정도의 진공으로 유지된 후, 10-5~10-6Torr 정도의 산소 분압이 되도록 가스도입밸브(16)를 통하여 산소가 도입된다.
다음으로, 본 발명의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막 결정구조를 설명한다. 도 2는 이산화티탄(TiO2)의 결정구조를 모식적으로 나타낸 도면으로서, 도 2의 (a)는 아나타제 결정구조 및 루틸 결정구조에서의 Ti 배위 위치(흑원)를 도시한 것이며, 도 2의 (b)는 아나타제 결정구조 및 루틸 결정구조에서의 Ti와 O로 이루어진 8면체배위자의 배치를 모식적으로 나타낸 도면이다. 또한, 도 2의 (c)는 아나타제 결정구조 및 루틸 결정구조에서의 Ti와 O의 결합수 모델을 나타내고 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제조 방법에 따라 제작한 아나타제 결정구조의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막의 X선 회절 측정 결과이다. 도 3a는 XRD(X-ray Diffract Meter)에 의한 회절패턴을 나타낸다. 도 3b는 막형성시의 RHEED(반사 전자선 회절) 결과를 나타낸다.
측정에 이용한 이산화티탄ㆍ코발트 자성막은 LaAlO3(001)기판상에 루틸결정구조의 TiO2에 Co를 10mo1% 도핑한 타겟과, 루틸결정구조의 TiO2만으로 이루어진 타겟을 소정수 비율의 레이저광 펄스로 교대로 조사함으로써 막을 형성한 Co 농도 5.8%의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막이다. 또, Co 농도는 EPMA(Electron Probe Micro Analysis)에 의해 결정했다. 기판온도 및 산소분압은 각각 650℃, 10-5Torr 이다.
도 3a의 회절 패턴으로부터 본 발명의 제조 방법으로 제작한 이산화티탄ㆍ코발트 자성막은 아나타제 결정구조를 가지고, 기판상에 c축으로 배향되어 있는 것을 알 수 있다. 또, 도 3b의 RHEED 결과로부터 단분자층마다 에피택셜 성장하고 있는 것을 알 수 있다.
도 4는 본 발명의 제조 방법에 따라 제작한 루틸 결정구조의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막 X선 회절 측정 결과이다.
이 측정에 이용한 루틸결정구조의 이산화티탄ㆍ코발트자성막은 에피택셜 단결정 기판에 A12O3기판 또는 루틸 결정구조의 TiO2기판을 이용한 것 이외에는 아나타제 결정구조의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막의 제작 조건과 동일하다.
도 4의 회절 패턴으로부터 본 발명의 제조 방법에 따라 제작한 이산화티탄ㆍ코발트 자성막은 루틸 결정구조를 가지고, 기판상에 (101)축으로 배향하고 있는 것을 알 수 있다. 또, 도시하지는 않았지만 RHEED 측정 결과로부터 단분자층마다 에피택셜로 성장하고 있는 것이 확인되고 있다.
도 5는 아나타제 결정구조의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막 단면방향의 TEM(투과전자선회절) 측정 결과를 나타내는 회절상이다. 도 5에 명확히 나타낸 바와 같이, Ti 및 Co의 격자 배열에 기초하는 규칙적으로 배열한 회절점이 보이는 것으부터 본 발명의 아나타제 결정구조의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막에서는 격자점 위치에 Co가 치환되어 있는 것을 알 수 있다. 또, 도시하지 않았지만 루틸 결정구조의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막에서도 동일하게 Ti의 격자점 위치에 Co가 치환되어 있는 것이 확인되고 있다.
도 6은 Co 농도를 다양하게 변화시켜 제조한 아나타제 결정구조의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막의 c축 방향의 격자상수를 측정한 결과를 나타내는 그래프이다. 도 6에 명확히 나타낸 바와 같이, Co 농도에 대략 비례하여 격자상수가 커지는 것을 알 수 있다. 이 결과로부터 Ti의 격자점 위치에 Co가 치환되어 있는 것을 알 수 있다.
도 5 및 도 6에 명확히 나타낸 바와 같이, 본 발명의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막은 자성 특성을 가지는 Co 원자를 함유하더라도 반도체 결정 구조를 유지하는 것을 알 수 있다.
도 7은 Co 농도 8%의 아나타제 결정구조의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막 투과율을 측정한 결과를 나타내는 그래프이다. 이 도면으로부터 본 발명의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막은 가시광에 투명한 것을 알 수 있다. 또, 도시하지 않았지만 루틸 결정구조의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막에서도 가시광에 투명인 것이 확인된다.
도 8은 주사형 SQUID 현미경을 이용하여 촬영한 아나타제 결정구조의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막 자구 구조의 측정 결과를 나타내는 이미지 도면이다.
도 8에서 횡축의 농도 스케일은 마이크로테슬라로 나타낸 자화 강도를 나타내고, +, - 는 자화 방향을 나타낸다. 이것은 주사형 SQUID 현미경을 사용하여 측정한 것으로서 측정도는 각각 3K, 30K 및 60K이며, 측정 면적은 200㎛×200㎛이다.
도 9는 주사형 SQUID 현미경을 이용하여 촬영한 루틸 결정구조의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막 자구 구조의 측정 결과를 나타내는 이미지 도면이다.
종축의 농도 스케일은 마이크로테슬라로 나타낸 자화 강도를 나타내고, 측정온도는 3K, 측정 면적은 200㎛×200㎛이다.
이 측정에 이용한 루틸결정구조의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막은 Co 농도를 도면의 좌로부터 우로 연속 변화시켜 제조하였다. 좌측단의 Co 농도는 14.6%, 우측단의 Co 농도는 15.4% 이다.
도 1O은 도 8과 동일한 수단을 이용하여 여러가지 Co 농도의 아나타제 결정구조의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막 자구 구조를 측정한 것이다. 횡축의 농도 스케일은 마이크로테슬라로 나타낸 자화 강도를 나타내고, +, - 는 자화 방향을 나타낸다. 도 10에 명확히 나타낸 바와 같이, Co 농도가 커짐에 따라 자화가 커짐을 알 수 있다.
도 11은 아나타제 결정구조의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막 자화특성을 나타내는 그래프이며, 도 11a는 자기 히스테리시스 특성을 도시한 도면이고, 종축은 CO원자 1개당의 자기 모멘트를 μB단위로 나타내고, 횡축은 자성막 표면에 평행하게 인가한 자계 강도를 나타내며, 측정한 온도는 300K이다. 또, 도 11b는 잔류자기 모멘트, 즉 잔류 자화의 온도에 의한 소자 특성을 나타낸다.
도 12는 아나타제 결정구조의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막 자화특성의 온도 의존성을 나타낸 그래프이다. 인가한 자계강도는 200Gauss이고, 측정온도범위는 0~400K 이다.
도 7 내지 도 12로부터 명확히 나타낸 바와 같이, 본 발명의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막은 자구구조를 가지며, Co 농도의 증대에 따라 자화가 커진다. 또, 0~400K의 온도 범위에서 잔류 자화가 발생할 수 있다. 즉 자석화할 수 있어서 400K의 고온에서도 그 자화가 소멸하지 않는다.
도 13은 본 발명의 Co 농도가 상이한 아나타제 결정 구조의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막의 광흡수특성을 나타낸 그래프이다. 각각의 흡수곡선은 양호한 반도체 결정을 나타내고, 흡수단에서 구한 밴드갭 에너지는 3.13~3.33 eV이다.
도 14에 명확히 나타낸 바와 같이, 본 발명의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막은 밴드갭 에너지가 Co 농도에 의해서 변화하는 양호한 반도체 결정인 것을 알 수 있다.
이상의 설명에서 이해되는 바와 같이, 본 발명의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막은 Ti 격자 위치에 Co 원자가 치환된 반도체 결정이며, 자구구조를 가지고, 잔류자화를 형성할 수 있으므로, 이 잔류자화는 400K에서도 소멸하지 않는다. 또한, 가시광에 투명이며, 도핑 Co 농도에 의하여 밴드갭 에너지를 변화시킬 수 있다. 또, 본 발명의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막 제조 방법에 따라 본 발명의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막을 제조할 수 있다.
TiO2에 의한 광촉매 반응은 TiO2의 밴드갭 에너지 이상의 에너지를 가지는 광자를 흡수하여 생성되는 홀 및 자유 전자에 의한 산화환원반응이지만, 이들 홀 및 자유전자는 생성과 동시에 재결합하는 비율도 상당히 높고, 광촉매효율이 너무 높지 않았다. 본 발명의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막을 광촉매로 사용하면, Co에 의한 자화에 따라 홀과 전자의 재결합 비율을 감소시킬 수 있다. 따라서 광촉매효율이 높아진다.
종래에는 컴퓨터 등에 사용하는 데이터를 자성 박막의 원반 등에 기록하여 유지하였다. 그러나 이러한 종래의 방법에서는 CPU의 외부에 이러한 기록장치를 설치하는 것이 필요하며, 기계적 구동부분을 필요로 하므로 컴팩트하지 않고 신뢰성이 결여되었다. 본 발명의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막을 반도체 재료로서 이용하면, CPU와 데이터 기록부를 동일 기판상에 집적할 수 있다. 따라서 이러한 종류의 장치를 컴팩트하게 하고 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 투명인 것을 살려서, 투명 디스플레이나 전자페이퍼 등의 회로 구동부의 투명소자 재료로서의 이용이 기대된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막을 이용하면촉매능력이 좋은 광촉매, 광ㆍ전기ㆍ자기기능을 함께 갖는 반도체 재료 및 투명 자석을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막 제조 방법에 따르면, 이산화티탄ㆍ코발트 자성막을 확실하게 제조할 수 있다.

Claims (15)

  1. 화학식: Ti1-xCoxO2, 여기서 0 < x ≤ 0.3
    으로 표시되며, Ti 격자 위치에 Co가 치환되고, 단결정 기판상에 에피택셜 성장된 이산화티탄ㆍ코발트 자성막.
  2. 제1항에서,
    결정 구조가 아나타제 구조인 것을 특징으로 하는 이산화티탄ㆍ코발트 자성막.
  3. 제1항에서,
    결정 구조가 루틸 구조인 것을 특징으로 하는 이산화티탄ㆍ코발트 자성막.
  4. 제1항 또는 제2항에서,
    밴드갭 에너지가 상기 Ti 격자 위치에 치환되는 상기 Co 농도에 따라서 3.13eV~3.33eV의 범위에서 변화하는 것을 특징으로 하는 이산화티탄ㆍ코발트 자성막.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에서,
    실온 이상의 온도에서도 자화를 유지하고, 가시광에 투명인 것을 특징으로 하는 이산화티탄ㆍ코발트 자성막.
  6. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 단결정기판이 LaAlO3(001)기판인 것을 특징으로 하는 이산화티탄ㆍ코발트 자성막.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에서,
    상기 단결정기판이 Al2O3기판인 것을 특징으로 하는 이산화티탄ㆍ코발트 자성막.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에서,
    상기 단결정기판이 루틸 결정구조를 가지는 TiO2기판인 것을 특징으로 하는 이산화티탄ㆍ코발트 자성막.
  9. 소정의 산소압 분위기의 진공조내에서 소정의 혼합비로 혼합한 TiO2와 Co로 이루어진 타겟에 소정의 레이저광을 소정의 조사 조건으로 조사하여, 상기 TiO2와 Co를 증발시키고, 소정의 기판 온도로 가열한 단결정 기판에 막을 형성하는 것을특징으로 하는 이산화티탄ㆍ코발트 자성막 제조 방법.
  10. 제9항에서,
    상기 소정의 산소압은 10-5~10-6Torr이며, 상기 소정의 기판 온도는 500~700℃이고, 상기 소정의 레이저광은 KrF 엑시머 레이저광(248nm)이며, 상기 소정의 조사 조건은 상기 레이저광의 펄스 파워 밀도가 1~2Joule/cm2및 상기 레이저 펄스의 조사 속도가 1~10Hz 인 것을 특징으로 하는 이산화티탄ㆍ코발트 자성막 제조 방법.
  11. 제10항에서,
    상기 소정의 혼합비로 혼합한 TiO2와 Co로 이루어진 타겟과, TiO2만으로 이루어진 타겟에 상기 소정의 레이저광 펄스를 소정의 Co 농도에 대응한 상기 펄스수의 비로 교대로 조사하여, 상기 소정의 Co 농도의 이산화티탄ㆍ코발트 자성막을 형성하는 것을 특징으로 하는 이산화티탄ㆍ코발트 자성막 제조 방법.
  12. 제10항에 따른 이산화티탄ㆍ코발트 자성막 제조 방법으로 제조한 이산화티탄ㆍ코발트 자성막.
  13. 제1항 내지 제3항 및 제12항 중 어느 한 항에 따른 이산화티탄ㆍ코발트 자성막을 이용한 광촉매.
  14. 제1항 내지 제3항 및 제12항 중 어느 한 항에 따른 이산화티탄ㆍ코발트 자성막을 이용한 자기 기능을 가지는 반도체 재료.
  15. 제1항 내지 제3항 및 제12항 중 어느 한 항에 따른 이산화티탄ㆍ코발트 자성막을 이용한 투명자석.
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